[go: up one dir, main page]

PL166169B1 - Method of pneumogravitationally separating valuable mineral substances from particulate materilas, apparatus therefor and method of getting such substances - Google Patents

Method of pneumogravitationally separating valuable mineral substances from particulate materilas, apparatus therefor and method of getting such substances

Info

Publication number
PL166169B1
PL166169B1 PL28921691A PL28921691A PL166169B1 PL 166169 B1 PL166169 B1 PL 166169B1 PL 28921691 A PL28921691 A PL 28921691A PL 28921691 A PL28921691 A PL 28921691A PL 166169 B1 PL166169 B1 PL 166169B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
chamber
inlet
fraction
outlet
flotation
Prior art date
Application number
PL28921691A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL289216A1 (en
Inventor
Juliusz B Czaja
Jerzy L Romanowski
Original Assignee
Avny Ahron
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 Avny Ahron filed Critical Avny Ahron
Priority to PL28921691A priority Critical patent/PL166169B1/en
Priority to TW80105919A priority patent/TW201334B/en
Publication of PL289216A1 publication Critical patent/PL289216A1/en
Publication of PL166169B1 publication Critical patent/PL166169B1/en

Links

Landscapes

  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

1. A method for pneumogravitational separation of valuable mineral substances from loose material, characterized in that the loose material is delivered to the flotation chamber of the separating device, whereas that device has one at least inlet and numerous outlets, and the flotation stream can flow from one at least inlet to one at least outlet, and in that chamber, the raw material is floated by contacting the flotation stream featuring a determined air flow speed being sufficient to divide the raw material in one at least valuable mineral fraction, whereas that mineral fraction is separated from the flotation stream by the weight of the valuable mineral content, and the waste fraction remains in the flotation stream, and then, this one at least separated valuable mineral fraction gathers at one outlet of the flotation chamber, and the waste fraction gathers at another outlet of the flotation chamber.18. A device for the pneumogravitationally separating valuable mineral substances from loose material, characterized in that includes a flotation chamber (54) of an oblong shape, and in the casing (52), it has the first inlet (60) and the first outlet (70),...<IMAGE>

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób oddzielania pneumograwitacyjnego wartościowych substancji mineralnych z materiału sypkiego oraz urządzenie do oddzielania pneumograwitacyjnego wartościowych substancji mineralnych z materiałów sypkich. W szczególności wynalazek stanowi opracowanie sposobu i urządzenia do pozyskiwania zasadniczo czystych substancji mineralnych, a także innych cennych surowców wtórnych z takich materiałów sypkich jak popioły lotne, żużel i tym podobne.The subject of the invention is a method of pneumogravitational separation of valuable minerals from loose material and a device for pneumogravitational separation of valuable minerals from loose materials. In particular, the invention provides a method and an apparatus for recovering substantially pure mineral substances as well as other valuable secondary raw materials from such bulk materials as fly ash, slag and the like.

Dotychczas proponowano szereg metod i urządzeń do pozyskiwania i odzyskiwania surowców mineralnych z takich materiałów jak popioły lotne, żużel i tym podobne.So far, a number of methods and devices for the extraction and recovery of mineral resources from materials such as fly ash, slag and the like have been proposed.

Przykładowo amerykańskie opisy patentowe nr 3 1 75 900, 3 5571 533,For example, U.S. patents Nos. 3 1 75 900, 3 5571 533,

819 363, 3 843 351, 3 932 171, 3 945 557, 4 002 766, 4 082 832, 4 0-48 285,819 363, 3 843 351, 3 932 171, 3 945 557, 4 002 766, 4 082 832, 4 0-48 285,

225 565, 4 454 013,225 565, 4 454 013,

2552 577, 4 4774 535,2552 577, 4 4774 535,

310 050, 4 508 040,310 050, 4 508 040,

337 900, 4 610 722.337 900, 4 610 722.

361 4141, 4 617 180,361 4141, 4 617 180,

293 978, 4 652293 978, 4 652

410 358, 4 668 352,410 358, 4 668 352,

783 \(^7,783 \ (^ 7,

177 060, 7 436 5^<^, 4 789 532,177 060, 7 436 5 ^ <^, 4 789 532,

Re 28 750 oraz brytyjskie opisy patentowe nr 1 273 523 i 1 317 888 przedstawiają rozmaite procesy techniczne i urządzenia do pozyskiwania i odzyskiwania różnorodnych surowców mineralnych z rozmaitych zasobów surowcowych.Re 28 750 and British Patent Nos. 1,273,523 and 1,317,888 disclose various technical processes and devices for the extraction and recovery of a variety of mineral resources from a variety of raw material resources.

Znane sposoby i urządzenia miały jednakże zazwyczaj wady, które nie pozwalały na ich gospodarczo użyteczne wykorzystania. Niektóre procesy były zbyt energochłonne, inne wymagały użycia ekonomicznie nieopłacalnych ilości reagentów lub innych elementów sposobów. Jeszcze inne sposoby były zbyt powolne lub zbyt skomplikowane. Były też takie propozycje, które nie rozwiązywały w sposób ekologicznie lub ekonomicznie zadowalający problemu materiałów odpadowych albo nawet stwarzały dodatkowe problemy związane z ochroną środowiska. Przykładowo niektóre z dawniejszych rozwiązań wymagały nadmiernie kosztownych i skomplikowanych systemów oczyszczania gazów oraz innych urządzeń zmniejszających zanieczyszczenie środowiska, zwłaszcza zaś atmosfery.The known methods and devices, however, usually had drawbacks which prevented their economically useful use. Some processes were too energy intensive, others required the use of economically uneconomical amounts of reagents or other elements of the processes. Still other ways were too slow or too complicated. There were also some proposals that did not solve the problem of waste materials in an ecologically or economically satisfactory manner or even created additional environmental problems. For example, some of the older solutions required excessively costly and complicated gas cleaning systems and other devices to reduce environmental pollution, especially the atmosphere.

Obecny wynalazek opracowany został w odpowiedzi na wyżej wymienione niedostatki dotychczasowego stanu techniki.The present invention has been developed in response to the above-mentioned shortcomings of the prior art.

Ogólnym celem wynalazku jest ulepszenie sposobów wyodrębniania zasadniczo czystych frakcji mineralnych takich jak tlenek glinu (korund) i tlenek tytanu z surowców zawierających składniki mineralne, korzystnie z surowców odpadowych takich jak popiół lotny, pył piecowy, żużel, odpady po procesach odlewniczych i innych procesach metalurgicznych, odpady kopalniane, piasek morski i tym podobne.The general object of the invention is to improve methods of isolating substantially pure mineral fractions such as alumina and titanium oxide from mineral-containing raw materials, preferably from waste raw materials such as fly ash, furnace dust, slag, waste from foundry and other metallurgical processes. mine tailings, sea sand and the like.

Celem wynalazku jest także dostarczenie ekonomicznie uzasadnionej korzystnej dla środowiska i opłacalnej handlowo technologii wyodrębniania zasadniczo czystych frakcji mineralnych.It is also an object of the invention to provide an economically viable environmentally beneficial and commercially viable technology for the isolation of substantially pure mineral fractions.

Dalszym celem wynalazku jest dostarczenie handlowo opłacalnych sposobów wyodrębniania produktów ubocznych obok zasadniczo czystych frakcji mineralnych, najlepiej z surowców odpadowych takich jak popiół lotny, pył piecowy, żużel, odpady po procesach odlewniczych i innych procesach metalurgicznych, odpady kopalniane, piasek morski i tym podobne.It is a further object of the invention to provide commercially viable methods for isolating byproducts in addition to substantially pure mineral fractions, preferably from waste materials such as fly ash, furnace dust, slag, waste from foundry and other metallurgical processes, mine tailings, sea sand and the like.

166 169166 169

Jeszcze dalszym celem wynalazku jest dostarczenie sposobu odzyskiwania tlenku glinu, tlenku tytanu, żelaza, chromu, niklu, kobaltu, ołowiu, cynku, miedzi, cyrkonu i innych cennych pierwiastków oraz innych wartościowych produktów ubocznych z surowców odpadowych pochodzących z odlewni, elektrowni, wysypisk śmieci, procesów zmierzających do redukcji zanieczyszczenia środowiska jak przykładowo z prac przy oczyszczaniu dna morskiego i tym podobnych źródeł w taki sposób, aby wyeliminować problemy środowiskowe powodowane przez eksploatację surowców oraz tak, aby w rezultacie stosowania obecnego wynalazku nie pojawiły się żadne dodatkowe kłopoty związane z ochroną środowiska naturalnego.A still further object of the invention is to provide a method of recovering alumina, titanium oxide, iron, chromium, nickel, cobalt, lead, zinc, copper, zirconium and other valuable elements and other valuable by-products from waste materials from foundries, power plants, landfills, processes aimed at reducing environmental pollution, such as, for example, from works on cleaning the seabed and similar sources, in such a way as to eliminate environmental problems caused by the exploitation of raw materials, and so that no additional problems related to the protection of the natural environment arise as a result of the use of the present invention .

Bardziej konkretnie, celem wynalazku jest dostarczenie jednostopniowego sposobu wyodrębniania cennych substancji mineralnych z materiałów sypkich zawierających składniki mineralne metodą pneumatyczno-grawitacyjną w urządzeniu do realizacji takiej metody, przy czym wynalazek ma na celu wykorzystanie pozyskanych materiałów bezpośrednio lub też poddanie ich dalszej obróbce nie będącej przedmiotem obecnego wynalazku, w której obecny wynalazek stanowi pierwszy etap.More specifically, the object of the invention is to provide a one-stage method of extracting valuable mineral substances from loose materials containing minerals by the pneumatic-gravity method in a device for carrying out such a method, the invention being aimed at using the obtained materials directly or subjecting them to further treatment not being the subject of the present invention. invention, wherein the present invention is a first step.

Wynalazek udostępnia gospodarczo korzystne, wysoce opłacalne i zbawienne dla środowiska sposoby i urządzenie do przerobu sypkich odpadów mineralnych w celu pozyskania z nich zasadniczo czystych surowców. Oprócz pozyskania cennej zawartości mineralnej z surowców sypkich sposoby według wynalazku zapewniają także pozyskiwanie i odzyskiwanie cennych handlowo produktów ubocznych, o znacznej użyteczności, nadających się do wykorzystania np. jako materiały budowlane, wypełniacze spoiwa i tym podobne. Objęty wynalazkiem sposób zapewnia utylizację wszelkich surowców sypkich przy znacznych korzyściach dla środowiska.The invention provides an economically advantageous, highly cost-effective and environmentally beneficial method and apparatus for treating loose mineral waste in order to obtain substantially pure raw materials therefrom. In addition to extracting valuable mineral content from bulk materials, the methods of the invention also provide the recovery and recovery of commercially valuable by-products with significant utility, for use as e.g. building materials, binder fillers, and the like. The method covered by the invention ensures the utilization of all loose raw materials with significant environmental benefits.

W zależności od typu surowca do przerobu, jego składu, pożądanego stopnia czystości produktu końcowego i innych zmiennych podlegających każdorazowo ocenie, obecny wynalazek nadaje się do wykorzystania w procesie jednofazowym lub wielofazowym (dalsze fazy nie są objęte obecnym wynalazkiem). W procesie wielofazowym, korzystnie dwustopniowym, wykorzystuje się fizyczne i chemiczne sposoby rozdziału lub tylko jeden z nich w celu osiągnięcia pożądanego stopnia wyekstrahowania i odzyskania zawartości mineralnej z surowca oraz pozyskania innych cennych produktów ubocznych z pozostałości po przeprowadzonym postępowaniu.Depending on the type of raw material to be processed, its composition, the desired degree of purity of the final product and other variables to be assessed in each case, the present invention is suitable for single-phase or multi-phase processes (further phases are not included in the present invention). A multiphase process, preferably a two-stage process, uses or only one of the physical and chemical separation methods to achieve the desired extraction rate and recovery of the mineral content from the raw material and to recover other valuable by-products from the remainder of the procedure.

Sposób oddzielania pneumograwitacyjnego wartościowych substancji mineralnych z materiału sypkiego zawierającego składniki mineralne, według wynalazku polega na tym, że sypki materiał zawierający składniki mineralne wprowadza się do komory flotacyjnej urządzenia do odsiewania pneumograwitacyjnego posiadającej co najmniej jeden wlot i liczne wyloty, przez którą może przepływać strumień flotacyjny od co najmniej jednego wlotu do przynajmniej jednego wylotu, poddaje się ten surowiec flotacji przez jego zetknięcie ze strumieniem flotacyjnym o określonej z góry prędkości przepływu powietrza, wystarczającej aby spowodować rozdzielenie tego surowca na co najmniej jedną wartościową frakcję mineralną, którą wytrąca się ze strumienia flotacyjnego w wyniku grawitacyjnego opadania tej frakcji ze strumienia pod ciężarem wartościowej substancji mineralnej oraz na frakcję odpadową pozostającą w strumieniu flotacyjnym oraz zbiera się tę co najmniej jedną wytrąconą wartościową frakcję mineralną przy jednym z wymienionych wylotów komory flotacyjnej, a pozostałą odpadową frakcję przy innym z wylotów.The method of pneumogravitational separation of valuable minerals from a mineral-containing bulk material according to the invention consists in that the mineral-containing bulk material is introduced into the flotage chamber of the pneumogravity screening device having at least one inlet and a plurality of outlets through which the flotation stream can flow from at least one inlet to at least one outlet, this feedstock is flotated by contacting it with a flotation stream at a predetermined air flow velocity sufficient to cause the feed to separate into at least one valuable mineral fraction which precipitates from the flotation stream by the gravitational fall of this fraction from the stream under the weight of a valuable mineral substance and onto the waste fraction remaining in the flotation stream, and the at least one precipitated valuable mineral fraction is collected for one one of the listed flotage chamber outlets, and the remaining waste fraction at the other outlets.

Zgodnie z wynalazkiem, korzystnie sypki materiał zawierający składniki mineralne zwilża się przed wprowadzeniem do komory flotacyjnej roztworem kwasu siarkowego.According to the invention, preferably the mineral-containing bulk material is moistened with a sulfuric acid solution before being introduced into the flotage chamber.

Korzystnie, utrzymuje się szybkość przepływu strumienia flotacyjnego w granicach od 2 do 25 m/s.Preferably, the flow rate of the flotation stream is kept in the range of 2 to 25 m / s.

Korzystnie, obróbce poddaje się materiał sypki o ziarnach o promieniu mniejszym niż około 0,1 mm.Preferably, the treated bulk material has a grain radius smaller than about 0.1 mm.

Korzystnie, obróbce poddaje się materiał sypki otrzymywany przez kruszenie surowca stałego zawierającego składniki mineralne.Preferably, a free-flowing material obtained by crushing a solid material containing minerals is treated.

16(616916 (6169

Korzystnie, obróbce poddaje się materiał wybrany z grupy obejmującej: popioły lotne, pył piecowy, żużel, węgiel, odpady odlewnicze i metalurgiczne, odpady kopalniane, piasek morski i ich mieszaniny.Preferably, a material selected from the group consisting of: fly ash, furnace dust, slag, coal, foundry and metallurgical waste, mine tailings, sea sand and mixtures thereof is treated.

Korzystnie, odpady odlewnicze stanowią żużel wytworzony w procesie produkcji żelazo-chromu. Korzystnie też stosuje się popiół lotny wytwarzany z żużla wielkopiecowego.Preferably, the foundry scrap is a slag produced by the iron-chromium production process. It is also preferred to use fly ash produced from blast furnace slag.

Korzystnie, materiał sypki traktuje się roztworem kwasu siarkowego przed wprowadzeniem do komory flotacyjnej.Preferably, the bulk material is treated with a sulfuric acid solution prior to entering the flotage cell.

Korzystnie, w sposobie według wynalazku jako wartościową frakcję mineralną zbiera się frakcję należącą do grupy obejmującej: tlenek glinowy, tlenek tytanu, żelazo, chrom, nikiel, kobalt, ołów, cynk., miedź, cyrkon i ich mieszaniny, zaś zebraną frakcję odpadową poddaje się dalszej obróbce w celu wytworzenia materiału budowlanego o cechach cementu.Preferably, in the process according to the invention, a fraction belonging to the group consisting of: alumina, titanium oxide, iron, chromium, nickel, cobalt, lead, zinc, copper, zircon and mixtures thereof is collected as a valuable mineral, and the collected waste fraction is subjected to further processed to produce a building material with the characteristics of cement.

W szczególności, sposób pozyskiwania substancji mineralnych z materiału sypkiego, zawierającego składniki mineralne, według wynalazku polega na tym, że materiał sypki wprowadza się do urządzenia do oddzielania pneumograwitacyjnego posiadającego podłużną komorę flotacyjną z pierwszym wlotem i pierwszym wylotem, środki do wprowadzania powietrza do tej komory przez pierwszy wlot oraz wymuszania przepływu przez komorę i opuszczenia jej przez pierwszy wylot, drugi wlot do wprowadzania materiału sypkiego do tej komory, tak aby możliwy był jego kontakt ze strumieniem flotacyjnym, usytuowany w komorze flotacyjnej w dostatecznej odległości od pierwszego wylotu, aby mogła wydzielić się co najmniej jedna frakcja mineralna i opaść ze strumienia flotacyjnego w wyniku osadzania grawitacyjnego pod ciężarem substancji mineralnych zawartych w tej frakcji i odbiera się z tego urządzenia co najmniej jedną taką frakcję mineralną.In particular, the method of extracting mineral substances from a mineral-containing bulk material according to the invention consists in that the bulk material is introduced into a pneumogravity separation device having an elongated flotation chamber with a first inlet and a first outlet, means for introducing air into the chamber through the first inlet and forcing it to flow through the chamber and leaving it through the first outlet, a second inlet for introducing the bulk material into this chamber so as to be able to contact the flotation flow, located in the flotation chamber at a sufficient distance from the first outlet to allow it to separate out at least one mineral fraction and fall from the flotation stream by gravity settling under the weight of the mineral substances contained in that fraction, and at least one such mineral fraction is collected from the device.

Korzystnie, w sposobie tym materiał sypki wprowadza się do komory flotacyjnej przez drugi wlot usytuowany w odległości od pierwszego wylotu określonej wzorem:Preferably, in this method, the bulk material is introduced into the flotage chamber through a second inlet located at a distance from the first outlet defined by the formula:

CC.

Fd2/C w którym C oznacza odległość poziomą pomiędzy drugim wlotem a pierwszym wylotem, C oznacza stały współczynnik obliczony na bazie liczby Reynoldsa, który w przypadku laminarnego przepływu powietrza przez komorę flotacyjną wynosi 18, V oznacza prędkość gazu (powietrza) przepływającego przez komorę flotacyjną, Mg oznacza dynamiczną lepkość gazu, F oznacza pole przekroju komory flotacyjnej, d oznacza średnią średnicę cząstek wprowadzanych do komory flotacyjnej, yc oznacza ciężar właściwy cząstek, zaś H oznacza wysokość komory.Fd 2 / C where C is the horizontal distance between the second inlet and the first outlet, C is the constant coefficient calculated on the basis of the Reynolds number, which in the case of laminar air flow through the flotation cell is 18, V is the velocity of the gas (air) flowing through the flotation cell , Mg is the dynamic viscosity of the gas, F is the cross-sectional area of the flotage chamber, d is the average diameter of the particles entering the flotage chamber, y c is the specific gravity of the particles, and H is the chamber height.

W sposobie według wynalazku materiał sypki wprowadza się do komory flotacyjnej przez drugi wlot z konstrukcją umożliwiającą regulację kąta wprowadzania tego surowca. Korzystnie, materiał sypki wprowadza się do komory flotacyjnej pod kątem około 12-75° w stosunku do kierunku przepływu prądu powietrza przez tę komorę. Korzystnie, w sposobie według wynalazku materiał sypki wprowadza się do urządzenia wyposażonego dodatkowo w mechanizm do przechylania komory flotacyjnej umożliwiający regulację kąta pomiędzy poziomym kierunkiem przepływu prądu powietrza przez tę komorę a osią podłużną tej komory. Korzystnie, kąt pomiędzy poziomym kierunkiem przepływu prądu powietrza przez tę komorę a osią podłużną tej komory reguluje się w granicach od około -60 do +60°.In the method according to the invention, the bulk material is introduced into the flotage chamber through a second inlet with a structure enabling the adjustment of the feed angle of this material. Preferably, the bulk material is introduced into the flotage chamber at an angle of about 12-75 ° to the direction of the air current flowing through the chamber. Preferably, in the method according to the invention, the loose material is introduced into a device additionally equipped with a flotage chamber tilting mechanism enabling the adjustment of the angle between the horizontal direction of air flow through this chamber and the longitudinal axis of this chamber. Preferably, the angle between the horizontal direction of the flow of air current through this chamber and the longitudinal axis of this chamber is adjustable from about -60 to + 60 °.

Wynalazek dotyczy także urządzenia do oddzielania pneumograwitacyjnego wartościowych substancji mineralnych z materiałów sypkich zawierających składniki mineralne, które zgodnie z wynalazkiem obejmuje komorę flotacyjną o kształcie podłużnym, w obudowie, posiadającą pierwszy wlot i pierwszy wylot, środki do wprowadzania powietrza do komory przez pierwszy wlot oraz do wymuszania przepływu powietrza przez komorę flotacyjną w kierunku od pierwszego wlotu do pierwszego wylotu z zapewnieniem strumienia flotacyjnego powietrza w komorze, przepływającego od pierwszego wlotu do pierwszego wylotu oraz drugi wlot do wprowadzania do niej materiału sypkiego i zetknięcia go ze strumieniem flotacyjnym, przy czym drugi wlot umieszczony jest w komorze w dostatecznej odległości od pierwszego wylotuThe invention also relates to a device for the air-gravity separation of valuable minerals from mineral-containing bulk materials, which according to the invention comprises an oblong-shaped flotage chamber in a housing having a first inlet and a first outlet, means for introducing air into the chamber through the first inlet, and for forcing air into the chamber through the first inlet. air flow through the flotage chamber in the direction from the first inlet to the first outlet, providing a flotation stream of air in the chamber, flowing from the first inlet to the first outlet, and a second inlet for introducing the bulk material therein and contacting the flotation stream, the second inlet being located in the chamber at a sufficient distance from the first outlet

166 169 aby pozwolić na oddzielenie wartościowych substancji mineralnych zawartych w materiale sypkim w postaci co najmniej jednej wartościowej frakcji mineralnej i jej opadnięcie ze strumienia flotacyjnego w wyniku osadzania grawitacyjnego pod ciężarem wartościowych substancji mineralnych zawartych w tej frakcji i drugi wylot do odbierania wyodrębnionej frakcji mineralnej.166 169 to allow the separation of the valuable minerals contained in the bulk material in the form of at least one valuable mineral fraction and its fallout from the flotation stream by gravity settling under the weight of the valuable minerals contained in this fraction, and a second outlet for receiving the separated mineral fraction.

Korzystnie, w urządzeniu według wynalazku odległość pomiędzy drugim wlotem a pierwszym wylotem jest określona wzorem.Preferably, in the device according to the invention, the distance between the second inlet and the first outlet is given by a pattern.

CH V MgCH V Mg

L =-3F d2)c w którym L oznacza odległość poziomą pomiędzy drugim wlotem a- pierwszym wylotem, C oznacza stały współczynnik obliczony na bazie liczby Reynoldsa, który w przypadku laminarnego przepływu powietrza przez komorę wynosi 18, V oznacza prędkość gazu (np. powietrza) przepływającego przez komorę Mg oznacza dynamiczną lepkość gazu, F oznacza pole przekroju komory, d oznacza przeciętną średnicę cząsteczek materiału sypkiego wprowadzanych do komory przez drugi wlot, yc oznacza ciężar właściwy cząstek, zaś H oznacza wysokość komory.L = -3F d 2 ) c where L is the horizontal distance between the second inlet and the first outlet, C is the constant coefficient calculated on the basis of the Reynolds number, which in the case of laminar air flow through the chamber is 18, V is the gas velocity (e.g. of air) flowing through the chamber, Mg is the dynamic viscosity of the gas, F is the cross-sectional area of the chamber, d is the average diameter of the bulk particles entering the chamber through the second inlet, y c is the specific gravity of the particles and H is the height of the chamber.

W urządzeniu według wynalazku, drugi wlot ma konstrukcję do regulacji kąta a wprowadzania materiału sypkiego do komory. Korzystnie kąt a wynosi 12-75° w stosunku do kierunku przepływu prądu powietrza przez komorę.In the device of the invention, the second inlet is constructed to regulate the angle of introducing the bulk material into the chamber. Preferably, the angle [alpha] is 12-75 [deg.] To the direction of the air current flowing through the chamber.

Urządzenie według wynalazku ma dodatkowo mechanizm przechylania komory do regulacji kąta β pomiędzy poziomym kierunkiem przepływu prądu powietrza przez komorę a osią podłużną tej komory. Korzystnie, kąt β zawarty jest w granicach od -60 do +60° w stosunku do poziomego kierunku przepływu powietrza.The device according to the invention additionally has a chamber tilting mechanism for adjusting the angle β between the horizontal direction of air current flow through the chamber and the longitudinal axis of the chamber. Preferably, the angle β ranges from -60 to + 60 ° with respect to the horizontal direction of the air flow.

Konstrukcja komory flotacyjnej według wynalazku może mieć przekrój prostokątny, kwadratowy, okrągły lub inny odpowiedni, aby tylko strumień powietrza wpadał do komory przez otwór wejściowy z jednej strony i przepływał przez komorę do otworu wyjściowego z drugiej strony. Materiał sypki jest wprowadzany do komory przez oddzielny otwór, położony w dostatecznej odległości od wylotu powietrza z komory, aby zapewnić optymalne odsianie składników mineralnych z poddanych obróbce materiałów sypkich.The structure of the flotage chamber according to the invention may have a rectangular, square, round or other cross-section suitable for the fact that only the air stream flows into the chamber through the inlet port on one side and flows through the chamber into the outlet port on the other side. The bulk material is introduced into the chamber through a separate opening located at a sufficient distance from the chamber air outlet to ensure optimal separation of minerals from the treated bulk materials.

Jak wspomniano wyżej, korzystnie zwilża się surowiec roztworem kwasu siarkowego przed wprowadzeniem go do urządzenia według wynalazku, w celu przereagowania cząstek aktywnych z kwasem, tak aby zwiększyć ciężar właściwy tych cząstek i aby dzięki temu zmniejszyć prawdopodobieństwo zlepiania się lub zbrylania tych cięższych cząstek wewnątrz komory w trakcie przedmuchu. Materiał sypki winien być wprowadzany do komory pod kątem o wartości pomiędzy 12 a 75° względem osi kierunku laminarnego przepływu powietrza z jednej strony komory na drugą. Prędkość zaś przepływu powietrza przez komorę winna być utrzymywana w granicach od około 2 m/s dla lżejszych cząstek aż do około 25 m/s dla cząstek najcięższych, takich jak tlenek ołowiu o ciężarze właściwym około 13 g/dm3. Stwierdzono, że prędkość przepływu poniżej około 2 m/s nie powoduje odsiewania cząstek.As mentioned above, it is preferable to moisten the raw material with a sulfuric acid solution before introducing it into the device according to the invention in order to react the active particles with acid so as to increase the specific gravity of these particles and thus reduce the likelihood of these heavier particles sticking together or agglomerating inside the chamber in the chamber. during the purge. The bulk material should be introduced into the chamber at an angle of between 12 and 75 ° with respect to the axis of the laminar air flow direction from one side of the chamber to the other. The velocity of the air flow through the chamber should be kept within the range of about 2 m / s for the lighter particles up to about 25 m / s for the heaviest particles, such as lead oxide with a specific weight of about 13 g / dm 3 . It has been found that a flow velocity of less than about 2 m / s does not screen out the particles.

Urządzenie według wynalazku wyposażone jest w mechanizm przechylania komory, do regulacji kąta p, co pozwala na dobór czasu i odległości przebywanej przez cząstki, zanim dostaną się w strumień powietrza. Kąt ten korzystnie zawiera się w granicach od -60 do 0° (w płaszczyźnie poziomej), co pozwala przejąć lżejsze cząstki zwiększając czas i odległość zanim zostaną one porwane przez strumień powietrza oraz od około +60 do około 0° (w płaszczyźnie poziomej) aby przejąć cięższe cząstki przez zmniejszenie tych parametrów.The device according to the invention is equipped with a chamber tilting mechanism to adjust the angle p, which allows the time and distance traveled by the particles to be selected before they enter the air stream. This angle is preferably in the range from -60 to 0 ° (in the horizontal plane), which allows the lighter particles to be absorbed, increasing the time and distance before they are entrained by the air stream, and from about +60 to about 0 ° (in the horizontal plane) to take over heavier particles by reducing these parameters.

Zgodnie z wynalazkiem stosuje się technikę pneumograwitacyjną do pozyskiwania z materiału sypkiego takich produktów mineralnych jak koncentraty metali i ich tlenki. W innych stadiach przerobu, nie objętych obecnym wynalazkiem, możliwa jest obróbka chemiczno-cieplna surowca lub też obróbka za pomocą plazmy produktu końcowego oddzielania pneumograwitacyjnego w celu pozyskania zasadniczo czystych produktów mineralnych oraz wydzie8According to the invention, the pneumogravity technique is used to obtain mineral products such as metal concentrates and their oxides from a bulk material. In other processing stages not covered by the present invention, it is possible to heat-chemically treat the raw material or to treat the end product of the pneumogravity separation with plasma in order to obtain essentially pure mineral products and precipitates.

166 169 lenia dalszych produktów ubocznych, które wykorzystane mogą być samodzielnie lub w połączeniu z innymi odpadowymi pozostałościami z procesu oddzielania pneumograwitacyjnego jako materiały budowlane, takie jak produkty cementopodobne, wypełniacze i tym podobne.The treatment of further by-products which may be used alone or in combination with other waste residues from the pneumogravity separation process as building materials, such as cement-like products, fillers and the like.

W korzystnym przykładzie realizacji wynalazku materiał sypki zawierający składniki mineralne, o cząstkach mających promień mniejszy niż około 0,1 mm wprowadza się do rozdzielacza pneumograwitacyjnego szczegółowo opisanego poniżej, z komorą flotacyjną wyposażoną w co najmniej jeden wlot i wiele wylotów. Wentylator, dmuchawa lub inne podobne urządzenie wprowadza do komory powietrze i powoduje, że powietrzny strumień flotacyjny przepływa od co najmniej jednego wlotu do co najmniej jednego wylotu, zaś materiał sypki wchodzi w kontakt z tym flotacyjnym strumienia powietrza o z góry określonej prędkości przepływu. Prędkość ta musi być dostateczna aby materiał sypki pod wpływem tego strumienia rozdzielił się dając frakcję surowca mineralnego, która następnie opada ze strumienia powietrza flotacyjnego.In a preferred embodiment of the invention, mineral containing bulk material with particles having a radius less than about 0.1 mm is introduced into a pneumogravity distributor detailed below, with a flotage chamber provided with at least one inlet and a plurality of outlets. A fan, blower or other similar device introduces air into the chamber and causes the air flotation stream to flow from the at least one inlet to the at least one outlet, and the bulk material comes into contact with the flotation air stream at a predetermined flow rate. This velocity must be sufficient for the bulk material to separate under the influence of this stream to give a fraction of the mineral raw material which then falls out of the flotation air stream.

W tym celu materiał sypki wprowadza się do komory flotacyjnej przez co najmniej jeden wlot umieszczony w określonej odległości poziomej od miejsca doprowadzenia powietrza oraz pod uprzednio wyznaczonym kątem w stosunku do osiowego kierunku przepływu strumienia przez komorę.Ta frakcja mineralna opada ze strumienia pod ciężarem surowca mineralnego zawartego we frakcji, pozostawiając uniesioną w strumieniu powietrza flotacyjnego niewytrącającą się odpadową frakcję ziarnistą.For this purpose, the bulk material is introduced into the flotage chamber through at least one inlet located at a certain horizontal distance from the place of air supply and at a predetermined angle to the axial direction of flow of the stream through the chamber. This mineral fraction drops from the stream under the weight of the mineral raw material contained therein. in the fraction, leaving the non-precipitating granular waste fraction lifted in the flotation air stream.

Ta uniesiona frakcja ziarnista zostaje zebrana ze strumienia flotacyjnego dla dalszej obróbki w celu pozyskania cennych materiałów budowlanych, w tym mieszanek cemento-podobnych, wypełniaczy i tym podobnych. W zalecanej wersji realizacji wynalazku zebrane frakcje odpadowe zawierają takie materiały, jak tlenek glinu (korund), tlenek tytanu, sole chromu i żelaza, a także wolne pierwiastki i różne inne związki i składniki pierwiastkowe pochodzące z najrozmaitszych surowców wyjściowych, które można poddać obróbce metodami stanowiącymi przedmiot niniejszego wynalazku. Obróbka pneumograwitacyjna według wynalazku daje w wyniku znaczną poprawę czystości pozyskanych składników mineralnych, chociaż lepiej jest poddać je kolejnym fazom przetwarzania, bądź to za pomocą dalszego odsiewania pneumograwitacyjnego, bądź poprzez inne techniki pozyskiwania, aby osiągnąć jeszcze wyższy stopień ich czystości.This raised granular fraction is collected from the flotation stream for further processing to obtain valuable building materials, including cement-like mixtures, fillers, and the like. In a preferred embodiment of the invention, the collected waste fractions include materials such as alumina (corundum), titanium oxide, chromium and iron salts, as well as free elements and various other compounds and elemental components derived from a wide variety of starting materials that can be processed by methods such as object of the present invention. The pneumogravitational treatment according to the invention results in a significant improvement in the purity of the obtained minerals, although it is better to subject them to subsequent processing phases, either by further pneumogravity sieving or by other extraction techniques, in order to achieve an even higher degree of purity.

W wyniku rozdziału pneumograwitacyjnego zgodnie z wynalazkiem zbiera się opadające frakcje mineralne i korzystnie poddaje się je dalszej obróbce sposobem nie objętym niniejszym wynalazkiem metodą przeróbki chemiczno-cieplnej przy użyciu nowego reaktora plazmowego, którego szczegółowy opis przedstawiono w opisie patentowym nr 165331 (zgłoszenie wynalazku nr P-289214). W reaktorze tym frakcja mineralna pozyskana zgodnie z obecnym wynalazkiem poddawana jest odsianiu za pomocą plazmy, aby osiągnąć wyższy stopień czystości pozyskanych substancji mineralnych. W wyniku zastosowania tej dodatkowej obróbki otrzymuje się z frakcji wydzielonych w sposobie według wynalazku zasadniczo czyste produkty mineralne.As a result of the pneumogravitational separation according to the invention, the falling mineral fractions are collected and preferably further processed by a method not covered by the present invention by means of a chemical-thermal treatment using a new plasma reactor, a detailed description of which is given in Patent Specification No. 165331 (Invention Application No. P- 289214). In this reactor, the mineral fraction obtained according to the present invention is subjected to plasma screening in order to achieve a higher degree of purity of the obtained minerals. As a result of this additional treatment, substantially pure mineral products are obtained from the fractions isolated in the process according to the invention.

W takim kompleksowym sposobie przerobu materiałów sypkich zawierających składniki mineralne, którego część stanowi sposób według wynalazku, odrębną fazę - nie objętą obecnym wynalazkiem - stanowi odsiewanie plazmowe. Frakcje mineralne w postaci sypkiej wprowadza się do komory reakcyjnej reaktora plazmowego. Zaleca się aby przeciętna średnica cząstek mineralnych poddawanych obróbce nie przekraczała 0,1 mm. Do tej komory reakcyjnej wprowadza się z kolei strumień gazu plazmowego. Gaz zostaje zjonizowany aby wytworzyć łuk plazmowy w strefie reakcji pomiędzy katodą a wielosegmentową anodą reaktora, gdzie następuje podgrzanie do temperatury około 10000°K. Reaktor ma taki kształt i wymiary, aby łuk plazmowy mógł szybko wirować wokół wielosegmentowej anody. Frakcje sypkie zostają poddane temu ruchowi, dzięki czemu cząstki muszą przejść przez plazmę pożądanym torem spiralnym. Korzystnie, pożądane obroty plazmy przewyższają 15000 obr./min. i wynoszą od 15000 do 30000 obr./min. Za najkorzystniejszą uważa się prędkość 16000 obr./min.In such a complex process for processing mineral-containing bulk materials, part of which is the process according to the invention, a separate phase - not covered by the present invention - is plasma screening. Loose mineral fractions are introduced into the reaction chamber of the plasma reactor. It is recommended that the average diameter of the treated mineral particles should not exceed 0.1 mm. A stream of plasma gas is introduced in turn into this reaction chamber. The gas is ionized to create a plasma arc in the reaction zone between the cathode and the multi-segment anode of the reactor, where it is heated to a temperature of about 10,000 ° K. The reactor is shaped and sized so that the plasma arc can quickly rotate around the multi-segment anode. The loose fractions are subjected to this movement, so that the particles must pass through the plasma in the desired helical path. Preferably, the plasma speed is desirable in excess of 15,000 rpm. and are between 15,000 and 30,000 rpm. The most preferred speed is 16,000 rpm.

Reaktor plazmowy nie objęty obecnym wynalazkiem skonstruowany jest tak, aby wytworzyć obrotowe wyładowanie łuku plazmy pomiędzy dwoma stacjonarnymi układami elek166 169 trod. Gdy pomiędzy parą elektrod (to znaczy pomiędzy katodą i anodą) przepływa dostatecznie duże napięcie następuje wyładowanie łukowe wytwarzające plazmę. W korzystnym przykładzie realizacji anodę stanowi wieloczłonowy pierścień, w którym każdy człon jest elektrycznie odizolowany od pozostałych. Każdy z nich jest zarazem elektrycznie połączony z obszarem stałego potencjału, czyli uziemiony za pomocą pary cewek cylindrycznych (solenoidów) ułożonych po obu stronach członu anody pod kątem 90°. Oś każdej takiej cewki jest równoległa do linii wytyczonej od środka komory reakcyjnej do przyłączonego do niej członu anody. Wyładowanie plazmowe od katody do danego członu anody, a następnie do ziemi powoduje ładowanie odpowiedniej pary cewek cylindrycznych. Wywołane w ten sposób pole magnetyczne powoduje obrót łuku plazmowego ku kolejnemu członowi anody. Proces ten powtarza się dając w wyniku szybkie obroty łuku:A plasma reactor not covered by the present invention is constructed to produce a rotational plasma arc discharge between two stationary electrode arrays. When a sufficiently high voltage flows between the electrode pair (i.e., between the cathode and anode), an arc discharge occurs, producing a plasma. In a preferred embodiment, the anode is a multi-membered ring with each member electrically isolated from the others. Each of them is also electrically connected to the constant potential area, i.e. grounded by a pair of cylindrical coils (solenoids) arranged on both sides of the anode member at an angle of 90 °. The axis of each such coil is parallel to a line drawn from the center of the reaction chamber to the anode member connected thereto. The plasma discharge from the cathode to a given anode member, and then to the ground, charges the appropriate pair of cylindrical coils. The resulting magnetic field causes the plasma arc to rotate towards the next anode member. This process is repeated, resulting in a rapid rotation of the arc:

Ponadto, w reaktorze plazmowym współosiowa cewka cylindryczna otacza krawędź strefy reakcji. Jest ona współosiowa z linią łączącą katodę z anodą. Cewka współosiowa' wytwarza drugie pole magnetyczne, które dodatkowo przyśpiesza obroty łuku plazmowego, przekształcając prędkość kątową plazmy w prędkość liniową, po obwodzzie.Further, in a plasma reactor, a coaxial cylindrical coil surrounds the edge of the reaction zone. It is coaxial with the line connecting the cathode to the anode. The coaxial coil creates a second magnetic field, which additionally accelerates the rotation of the plasma arc, transforming the angular velocity of the plasma into linear velocity along the circumference.

Do wytwarzania plazmy W generatorze stosuje się różne gazy w zależności od składu obrabianego surowca. Należą tu rozmaite gazy utleniające takie jak powietrze atmosferyczne lub tlen, gazy redukujące, jak wodór i gazy obojętne, jak argon i inne gazy szlachetne.For the production of plasma. Different gases are used in the generator depending on the composition of the processed raw material. These include various oxidizing gases such as atmospheric air or oxygen, reducing gases such as hydrogen, and inert gases such as argon and other noble gases.

Tak więc cząstki przechodząc przez łuk zostają podgrzane do temperatur przekraczających ich temperatury topnienia i przechodzą w stan ciekły. Reaktor plazmowy ma ponadto taki kształt i wymiary, aby pomieścić strefę chłodzenia, przez którą ciecz opuszcza strefę reakcji z plazmą, przechodząc przez gradienty coraz niższych temperatur, gdy pożądane składniki mineralne w zasadniczo czystej postaci pierwiastków lub związków stygną i tężeją do stosunkowo gęstej postaci sypkiej. Również podgrzane pozostałości cząstek wprowadzonych na początku albo krystalizują, w strefie chłodzenia w postaci pyłu o stosunkowo niskiej gęstości, albo tamże odparowują w postaci gazów w wyniku poddania ich najpierw działaniu plazmy, a następnie ochłodzeniu. Ponadto budowa reaktora obejmuje strefę przedmuchu o odwrotnym kierunku, do której przechodzą materiały ciekłe, pyliste i gazowe po opuszczeniu strefy chłodzenia. W tej strefie przedmuchu materiały te zostają poddane odwrotnemu prądowi powietrza w sposób i przy użyciu aparatury, która zostanie opisana szczegółowo w dalszej części opisu. Po przejściu przez taki odwrotny prąd powietrza wartościowe skroplone substancje mineralne zostają doprowadzone do swej zasadniczo czystej postaci sypkiej, natomiast pozostałe składniki pyliste i gazowe zostają usunięte z produktu końcowego przez przeciwprąd powietrza i zebrane oddzielnie.Thus, the particles as they pass through the arc are heated to temperatures above their melting point and liquefied. The plasma reactor is further shaped and sized to accommodate a cooling zone through which the liquid exits the plasma reaction zone through gradients of ever lower temperatures as the desired minerals in substantially pure elemental or compound form cool and congeal into a relatively dense powdery form. Also, the heated residues of the initially introduced particles either crystallize, in the cooling zone, in the form of relatively low-density dust, or there they evaporate in the form of gases by first subjecting them to plasma and then cooling. Moreover, the structure of the reactor includes a blow-off zone in the opposite direction into which liquid, dust and gaseous materials pass after leaving the cooling zone. In this purging zone, these materials are subjected to a reverse air current in a manner and using apparatus which will be described in detail hereinafter. After passing through such a reverse air current, the valuable condensed minerals are brought into their substantially pure free flowing form, while the remaining dust and gaseous components are removed from the end product by the counter current of air and collected separately.

W wyniku dodatkowego odsiewania chemiczno-cieplnego przy użyciu opisanego wyżej reaktora plazmowego, z poddanych takiej obróbce surowców wyodrębnione zostają zasadniczo czyste substancje mineralne o poziomie czystości przekraczającym 95%. Ponadto w zależności od swego składu, pozostałe składniki pyliste i gazowe, oddzielone od zebranych wartościowych substancji mineralnych, mogą być poddane dalszej obróbce i stać się źródłem innych użytecznych, zasadniczo czystych frakcji. Inna możliwość polega na użyciu takich materiałów odpadowych jako cennych produktów ubocznych procesu.As a result of additional chemical-thermal screening with the use of the plasma reactor described above, essentially pure mineral substances with a purity level exceeding 95% are separated from the raw materials so treated. Moreover, depending on their composition, the remaining dust and gaseous components separated from the collected valuable minerals can be further processed and become a source of other useful essentially pure fractions. Another possibility is to use such waste materials as valuable by-products of the process.

Wynalazek bliżej zostanie omówiony w oparciu o załączone rysunki, na których fig. ' 1 przedstawia schemat blokowy procesu przerobu popiołów lotnych, którego część stanowi sposób według wynalazku, fig. 2 - schemat blokowy procesu przerobu żużla metalurgicznego będącego odpadem po produkcji żelazo-chromu, którego część stanowi sposób według wytaly.zku, fig. 3 - schemat blokowy procesu przerobu odpadów pogalwanicznych, którego część stanowi sposób według wynalazku, fig. 4 - schemat blokowy procesu przerobu piasku morskiego, którego część stanowi sposób według wynalazku, fig. 5 - urządzenie do oddzielania pneumograwitacyjnego według wynalazku, w przekroju w rzucie bocznym, fig. 6 - urządzenie do odsiewania chemiczno-cieplnego w przekroju w rzucie bocznym, fig. 7 - reaktor plazmowy uwidoczniony na rysunku fig. 6 w widoku z góry z projekcją od katody do wieloczłonowego zes10The invention will be discussed in more detail on the basis of the attached drawings, in which Fig. 1 shows a block diagram of the fly ash treatment process, part of which is the method according to the invention, Fig. 2 - a block diagram of the metallurgical slag processing waste after the production of iron-chromium, of which part is a process according to the process according to the invention, fig. 3 - a block diagram of a post-galvanic waste processing process, part of which is the method according to the invention, fig. 4 - a block diagram of a sea sand processing process, part of which is a method according to the invention, fig. 5 - a device for of the pneumogravitational separation according to the invention, in a sectional side view, Fig. 6 - a chemical-thermal screening device in a side view, Fig. 7 - a plasma reactor shown in Fig. 6 in a top view with a projection from the cathode to a multi-segment unit

166 169 połu anody, a fig. 8 przedstawia schematycznie szczegółowe wzajemne położenie katody i wieloczłonowej anody z rysunku fig. 7 z odsłoniętym przekrojem ich części.166 169 of the anode half, and Figure 8 is a schematic detailed representation of the relative position of the cathode and multiple anode of Figure 7 with an exposed section of portions thereof.

Rysunki fig. 1-4 przedstawiają schematy blokowe procesów przerobu różnych surowców sypkich zawierających składniki mineralne, różniące się między sobą szczegółami zależnymi od składu surowca, jego postaci fizycznej, zawartości mineralnej i innych podobnych względów.Figures 1-4 show block diagrams of the processing of various mineral-containing bulk materials, differing in details depending on the composition of the raw material, its physical form, mineral content and other similar considerations.

Surowcem poddawanym obróbce według schematu blokowego procesu przedstawionego na rysunku fig. 1 jest świeżo wyprodukowany, suchy popiół lotny pochodzący ze spalania węgla w elektrociepłowni. W związku z tym należy zauważyć, że użyty tutaj świeży popiół był dostatecznie miękki i można go było poddawać obróbce bez zmielenia do postaci sypkiej. Gdyby jednak używano popiołu z usypiska rezerwowego lub hałdy narastającej przez dłuższy czas - liczony nawet w latach - konieczne byłoby mielenie używanego jako surowiec popiołu na cząstki odpowiedniej wielkości, aby stosowany sposób przerobu według obecnego wynalazku mógł przynieść zadowalające wyniki.The raw material treated in the process flow chart of Figure 1 is freshly produced, dry fly ash from coal combustion in a CHP plant. In this connection, it should be noted that the fresh ash used here was sufficiently soft and could be processed without being ground to a powder. However, if the ash from the reserve or build-up heap was to be used for a longer period of time - even years - it would be necessary to grind the ash used as a raw material into particles of the appropriate size in order for the treatment method used according to the present invention to produce satisfactory results.

Skład używanego do przerobu popiołu lotnego może się nieco zmieniać w zależności od paliwa. Zawsze jednak głównymi składnikami popiołu lotnego są krzem i glin, a wśród składników drugorzędnych znajduje się wapń, żelazo, tytan i magnez. Można się również spodziewać śladowych ilości ołowiu, rtęci, srebra, manganu i chromu. Zwykle stosowany w sposobie według wynalazku popiół lotny zawiera następujące związki:The composition of the fly ash used for processing may vary slightly depending on the fuel. However, the main constituents of fly ash are always silicon and aluminum, with calcium, iron, titanium and magnesium among the secondary constituents. You can also expect traces of lead, mercury, silver, manganese and chromium. The fly ash usually used in the process according to the invention comprises the following compounds:

SiO2 SiO 2 50-56% 50-56% Al2O3Al 2 O3 21-28% 21-28% CaO CaO 2-4% 2-4% Fe2°3 Fe 2 ° 3 7-12% 7-12% TiO2 TiO2 M^/o M ^ / o MgO MgO 223% 223%

Przykład I. Zebrano 10 kg suchego popiołu lotnego świeżo wytworzonego z węgla podczas codziennej pracy elektrociepłowni. Ta 1.0-kilogramowa próbka miała następujący skład procentowy wyrażony w procentach wagowych:Example 1: 10 kg of dry fly ash freshly made from coal was collected during the daily operation of the CHP plant. This 1.0 kg sample had the following percentage by weight:

SiO2 SiO2 515°% 515 °% Al2O3 Al 2 O 3 26,6% 26.6% CaO CaO 2,6% 2.6% Fe-O; Fe - O ; 113% 113% TiO2 TiO2 1,2% 1.2% MgO MgO 2,1% 2.1% Inne Other 4,7% 4.7%

Ta próbka popiołu lotnego została wprowadzona do komory urządzenia do oddzielania pneumograwitacyjnego typu przedstawionego na rysunku fig. 5. Po wprowadzeniu do komory popiół został potraktowany 1 litrem 5% roztworu kwasu siarkowego; popiół wszedł w reakcję z kwasem i utworzył sypką frakcję siarczanową o wysokiej gęstości, co sprzyjało osadzaniu się aktywnych cząstek w dalszych fazach procesu.This sample of fly ash was introduced into the chamber of a pneumogravity separation device of the type shown in Figure 5. After being introduced into the chamber, the ash was treated with 1 liter of 5% sulfuric acid solution; the ash reacted with the acid and formed a free-flowing, high-density sulphate fraction, which favored the deposition of active particles in further stages of the process.

W urządzeniu do oddzielania pneumograwitacyjnego cząstki wchodziły w styczność z laminarnym strumieniem powietrza flotacyjnego przepływającym przez komorę od wlotu po jednej stronie do wylotu po drugiej stronie komory. Prędkość powietrza wynosiła 2 m/s, a w miarę jak cząstki były przedmuchiwane przez komorę, cięższe ziarna, w tym Al203 i TiO2, opadały ze strumienia flotacyjnego w wyniku osadzania grawitacyjnego, natomiast lżejsze cząstki pozostawały w zasadzie zawieszone w strumieniu flotacyjnym. Mineralna frakcja sypka, wytrącona ze strumienia flotacyjnego ważyła 3,08 kg i miała następujący skład wyrażony w procentach wagowych:In the air-gravity separation device, the particles came into contact with a laminar flotation air stream flowing through the chamber from an inlet on one side to an outlet on the other side of the chamber. The air velocity was 2 m / s, and as the particles were blown through the chamber, the heavier grains, including Al 2 03 and TiO 2 , fell from the flotation stream by gravity settling, while the lighter particles remained essentially suspended in the flotation stream. The loose mineral fraction, precipitated from the flotation stream, weighed 3.08 kg and had the following composition expressed as a percentage by weight:

16<616916 <6169

Al2O3 Al 2 O 3 68,18% 68.18% Al2(SO4)3 Al 2 (SO4) 3 9,70% 9.70% SiO2 SiO2 11,37% 11.37% TiO2 TiO2 3,89% 3.89% Fe2°3 F e 2 ° 3 3,20% 3.20% Fe2(SO4)3Fe 2 (SO 4 ) 3 1,60% 1.60% MgO i MgSO4 MgO and MgSO 4 0,138% 0.138% CaO CaO 1,68% 1.68% Ta wytrącona frakcja pylista została zebrana i This precipitated dust fraction was collected and przeniesiona do dalszej obróbki w stadium transferred to further processing at the stage odsiewania chemiczno-cieplnego w celu wydobycia chemical-thermal screening for mining z produktu fazy obróbki pneumograwita- from the product of the pneumogravit machining phase- cyjnej substancji mineralnych o wyższej czystości. higher purity mineral substances. Cząstki, które pozostały w strumieniu flotacyjnym, zostały zebrane osobno. Ważyły one The particles that remained in the flotation stream were collected separately. They weighed 6,92 kg. Skład procentowy tej frakcji odpadowej, wyrażony w procentach wagowych był na- 6.92 kg. The percentage composition of this waste fraction, expressed as percentage by weight, was stępujący: following: Al2O3Al 2 O3 2,80% 2.80% Al2(SO4)3Al 2 (SO 4 ) 3 0,87% 0.87% SiO2 SiO2 66,,0% 66 .0% FeA F eA 13^2^% 13 ^ 2 ^% Fe2(SO4)3Fe 2 (SO 4 ) 3 1,,5% 1.5% CaO CaO 3,00% 3.00% TiO2 TiO2 - MgO i MgSO4 MgO and MgSO 4 2^9% 2 ^ 9% Inne Other 6,788% 6.788%

Ta frakcja odpadowa okazała się także wartościowym produktem ubocznym otrzymywanym w wyniku stosowania sposobu według wynalazku, nadającym się do dalszego przetwarzania w celu użycia do produkcji cemento-podobnych mieszanek budowlanych oraz spoiw i wypełniaczy doskonałej jakości.This waste fraction also turned out to be a valuable by-product of the method according to the invention, suitable for further processing for use in the production of cement-like building mixes and excellent quality binders and fillers.

W stadium odsiewania chemiczno-cieplnego frakcja sypka wytrącona w procesie oddzielania pneumograwitacyjnego według wynalazku wprowadzana była do reaktora plazmowego, przedstawionego na rysunku fig. 6, gdzie przy użyciu powietrza jako gazu wyjściowego wytwarzano plazmę o temperaturze około 10000°K; uzyskano obroty łuku plazmowego wokół uczłonowanej anody z prędkością około 30000 obr./min., co spowodowało wydzielenie użytecznej frakcji mineralnej o ciężarze 2,53 kg z pierwotnie wprowadzonej do komory reakcyjnej próbki materiału sypkiego o ciężarze 3,08 kg. Skład tej frakcji wyrażony w procentach wagowych był następujący:In the chemical-thermal screening stage, the loose fraction precipitated in the pneumogravitational separation process according to the invention was fed to the plasma reactor shown in Fig. 6, where a plasma with a temperature of about 10,000 K was produced using air as the starting gas; the plasma arc rotated around the exposed anode at a speed of about 30,000 rpm, which resulted in the separation of a useful mineral fraction weighing 2.53 kg from the bulk material sample initially introduced into the reaction chamber, weighing 3.08 kg. The composition of this fraction, expressed as a percentage by weight, was as follows:

Al203 95,0%Al 2 0 3 95.0%

TiO2 2,7%TiO 2 2.7%

Zanieczyszczenia 2,3%Impurities 2.3%

Tak więc w dwustopniowym procesie uzyskano frakcję Al2O3 i TiO., o czystości 97,7% przez stopienie Al2O3 i TiCO w plazmie i odzyskanie nierozdzielonego agregatu, który zebrał się na dnie komory reakcyjnej reaktora przedstawionego na rysunku fig. 6.Thus, in a two-stage process, the Al 2 O 3 and TiO fraction was obtained with a purity of 97.7% by melting the Al 2 O 3 and TiCO in plasma and recovering the unresolved aggregate that collected at the bottom of the reaction chamber of the reactor shown in Figure 6. .

Frakcja o ciężarze 0,55 kg, stanowiąca pozostałość z pierwotnej próbki o ciężarze 3,08 kg wprowadzonej do reaktora plazmowego, została z tego reaktora usunięta jak to opisano dalej w odniesieniu do urządzenia wskazanego na rysunku fig. 6. Przykładowo większa część magnezu, żelaza i krzemianów z 3,08 kilogramowej próbki została stopiona w plazmie i wykrystalizowała w postaci cząstek pyłu wydmuchniętych następnie z reaktora. RównieżThe 0.55 kg fraction, which was the remainder of the original 3.08 kg sample introduced into the plasma reactor, was removed from this reactor as further described with reference to the apparatus shown in Fig. 6. For example, most of the magnesium, iron and silicates from a 3.08 kg sample were melted in the plasma and crystallized as dust particles then blown out of the reactor. Also

166 169 siarczany wyparowały w plazmie tworząc gaz, który został również wydmuchnięty z reaktora. Cała pozostała frakcja o ciężarze 0,55 kg, łącznie z cząstkami pyłowymi i gazowymi, mogła w razie potrzeby zostać zebrana do dalszego przetworzenia.The sulfates evaporated in the plasma to form gas that was also blown from the reactor. The entire remaining 0.55 kg fraction, including dust and gas particles, could be collected for further processing if necessary.

Przykład II. Na rysunku fig. 2 zilustrowano inny przykład realizacji wynalazku, gdzie jako materiału sypkiego użyto żużla z odlewni wytwarzającej produkty żelazo-chromowe. Należy dodać, że sposobem według wynalazku przerabiano także żużel kopalniany. Próbkę żużla wielkopiecowego pobrano z hałdy. Próbka żużla została przebrana w celu usunięcia zbyt dużych kęsów, a pozostały materiał sypki został poddany magnetycznej technice odsiewania, przy pomocy której kęsy o średnicy większej niż 250 mm zostały oddzielone od pozostałego materiału sypkiego. Ta odsiana frakcja kęsów o średnicy 250 mm i większej zawierała 75% (wagowo) żelaza i 25% wagowo związków chromu. Próbka o ciężarze 10 kg pozostałego surowca sypkiego złożonego z cząstek o mniejszej średnicy miała następujący skład wyrażony w procentach wagowych:Example II. Figure 2 shows another embodiment of the invention where slag from a foundry producing iron-chromium products was used as the bulk material. It should be added that mine slag was also processed by the method according to the invention. A sample of blast furnace slag was taken from the heap. The slag sample was screened to remove excess billets, and the remaining bulk material was subjected to a magnetic screening technique whereby billets larger than 250 mm in diameter were separated from the remaining bulk material. This screened fraction of billets with a diameter of 250 mm and above contained 75% (by weight) of iron and 25% by weight of chromium compounds. A sample weighing 10 kg of the remaining smaller diameter particulate material had the following composition expressed as a percentage by weight:

SiO2 SiO 2 25% 25% 3% 3% CaO CaO 45% 45% Fe^O, Fe ^ O, 7% 7% MgO MgO 8% 8% Cr Cr tlenek chromu chromium oxide 12% 12% chromiany chromates

Ti 10 kg próbka została następnie poddana skruszeniu i zmieleniu, tak że cząstki zostały zmniejszone do przeciętnej średnicy od około 0,1 do około 0,2 mm. Te zmielone cząstki zostały wprowadzone do komory flotacyjnej urządzenia do oddzielania pneumograwitacyjnego przedstawionego na rysunku fig. 5. W urządzeniu tym cząstki weszły w kontakt z laminarnym strumieniem powietrza flotacyjnego przepływającego przez komorę od wlotu po jednej stronie do wylotu po drugiej stronie komory. Prędkość powietrza wynosiła około 10 m/s i cząstki przedmuchiwane przez komorę wypadały ze strumienia flotacyjnego w dwóch odrębnych frakcjach według ciężaru cząstek. W wyniku opadania grawitacyjnego pierwsza frakcja zawierała cząstki cięższe, zaś druga - lżejsze. Pozyskana pierwsza frakcja mineralna, która opadła ze strumienia flotacyjnego ważyła 5,75 kg została zebrana i poddana znanemu procesowi separacji magnetycznej w celu oddzielenia części (o wadze 3,27 kg) bogatej w żelazo i chrom od drugiej części (o wadze 2,48 kg). Pierwszą część bogatą w żelazo i chrom zebrano. Pozostała druga część o wadze 2,48 kg miała następujący skład wyrażony w procentach wagowych:The ti 10 kg sample was then crushed and ground such that the particles were reduced to an average diameter of from about 0.1 to about 0.2 mm. These ground particles were introduced into the flotage chamber of the pneumogravity separation device shown in Figure 5. In this device, the particles came into contact with a laminar flow of flotation air flowing through the chamber from an inlet on one side to an outlet on the other side of the chamber. The air velocity was about 10 m / s and the particles blown through the chamber fell out of the flotation stream in two separate fractions according to the weight of the particles. As a result of the gravitational fall, the first fraction contained the heavier particles and the second - the lighter ones. The obtained first mineral fraction, which fell from the flotation stream weighed 5.75 kg, was collected and subjected to a known magnetic separation process in order to separate the part (weighing 3.27 kg) rich in iron and chromium from the second part (weighing 2.48 kg ). The first part rich in iron and chromium was collected. The remaining second part, weighing 2.48 kg, had the following composition expressed as a percentage by weight:

Al2O3 Al 2 O 3 6,06% 6.06% CaO CaO 66,522% 66.522% SiO2 SiO2 26,21% 26.21% Cr2°3 Cr 2 ° 3 0,41% 0.41% Fe2O3 Fe 2 O 3 0,40% 0.40% MgO MgO 0,41% 0.41%

Druga frakcja pozyskana w etapie oddzielania pneumograwitacyjnego ważyła 4,3 i miała następujący skład wyrażony w procentach wagowych:The second fraction obtained from the pneumogravitational separation step weighed 4.3 and had the following composition expressed as percentage by weight:

kg Al2O3 k g Al 2 O 3

CaOCaO

SiO2 SiO 2

Cr2O3 Cr 2 O 3

Fe2O3 Fe 2 O 3

MgOMgO

3,49%3.49%

32,60%32.60%

39,56%39.56%

5,80%5.80%

4,65%4.65%

13,90%13.90%

166 169166 169

Druga część z procesu separacji magnetycznej, o wadze 2,48 kg połączono z drugą frakcją z oddzielania pneumograwitacyjnego o wadze 4,3 kg, otrzymując połączoną próbkę o wadze 6,78 kg, którą przeniesiono do dalszej obróbki metodą odsiewania chemiczno-cieplnego w celu wydobycia z tego produktu substancji mineralnych o wyższej czystości.The second part from the magnetic separation process, weighing 2.48 kg, was combined with the second fraction from pneumogravity separation weighing 4.3 kg, yielding a combined sample weighing 6.78 kg, which was transferred to further treatment by chemical-thermal screening for extraction. from this product minerals of higher purity.

Do połączonej próbki o wadze 6,78 kg dodano około 0,72 kg cząstek węgla otrzymując mieszaninę sypką o wadze 7,5 kg, którą wprowadzono następnie do reaktora plazmowego typu przedstawionego na rysunku fig. 6, gdzie przy użyciu powietrza jako gazu wyjściowego wytwarzano plazmę o temperaturze około 10000°K. Uzyskano obroty łuku plazmowego wokół uczłonowanej anody z prędkością około 30000 obr./min., co spowodowało wydzielenie użytecznej frakcji mineralnej o następującym składzie wyrażonym w procentach wagowych i wadze 0,28 kg:To a combined sample weighing 6.78 kg, approximately 0.72 kg of carbon particles were added to form a bulk mixture of 7.5 kg, which was then introduced into a plasma reactor of the type shown in Figure 6, where plasma was produced using air as a starting gas. at a temperature of about 10,000 ° K. The plasma arc rotated around the exposed anode at a speed of about 30,000 rpm, which resulted in the separation of a useful mineral fraction with the following composition expressed as a percentage by weight and a weight of 0.28 kg:

mieszanka chromu 85% mieszanka żelaza 14% zanieczyszczenia 1%chromium mixture 85% iron mixture 14% impurity 1%

Tak więc w dwuetapowym procesie pozyskano z surowców sypkich substancje mineralne o czystości 99% i wysokiej procentowej zawartości chromu i żelaza, w ilości około 0,28 kg. Pozostała frakcja zebrana z etapu odsiewania chemiczno-cieplnego w reaktorze takim jaki przedstawiono na rysunku fig. 6, o wadze 6,5 kg zawierała wartościowe składniki nadające się do wytwarzania cennych produktów ubocznych, takich jak materiał podobny do cementu portlandzkiego.Thus, in a two-stage process, 99% pure minerals with a high percentage of chromium and iron, in the amount of about 0.28 kg, were obtained from loose raw materials. The remainder of the fraction collected from the chemical-thermal screening step in the reactor as shown in Figure 6, weighing 6.5 kg, contained valuable ingredients suitable for the production of valuable by-products such as Portland cement-like material.

Przykład III. Na rysunku fig. 3 zilustrowano kolejny przykład realizacji wynalazku, w którym jako surowiec do pozyskiwania substancji mineralnych zastosowano pozostałość uzyskaną w procesie galwanicznego wytwarzania wysoko jakościowej stali. Po procesie galwanizacji zebrano pozostałość w postaci osadu, który zawierał w swoim składzie chromiany, siarczany, chlorany, związki żelazowe oraz krzemiany. W szczególności osad zawierał wysoki procent (ponad 50% wagowych) soli chromu.Example III. Fig. 3 shows another embodiment of the invention, in which the residue obtained in the process of electroplating the production of high-quality steel was used as a raw material for recovering minerals. After the galvanization process, the residue was collected in the form of a sludge, which contained chromates, sulphates, chlorates, iron compounds and silicates. In particular, the precipitate contained a high percentage (more than 50% by weight) of chromium salts.

Na początku osad poddano osuszeniu gorącym powietrzem. Następnie wysuszony materiał zmielono na cząstki o średnicy nie większej niż 2 mm. Tak przygotowany materiał sypki przetransportowano i wprowadzono jako próbkę o ciężarze 10 kg do urządzenia do oddzielania pneumograwitacyjnego typu, jaki przedstawiono na rysunku fig. 5, o zasadzie działania przedstawionej niżej w opisie tego rysunku. Prędkość przepływu lamrnamego strumienia powietrza w komorze flotacyjnej wynosiła około 5 m/s. Ze strumienia flotacyjnego opadła frakcja sypka o ciężarze 4,5 kg, a frakcja odpadowa o ciężarze 5,5 kg pozostała zawieszona w strumieniu flotacyjnym.Initially, the sediment was dried with hot air. Then, the dried material was ground into particles with a diameter of no more than 2 mm. The bulk material prepared in this way was transported and introduced as a 10 kg sample into a pneumogravitational separation device of the type shown in Fig. 5, with the principle of operation shown below in the description of this drawing. The flow velocity of the lammonium air stream in the flotation chamber was about 5 m / s. A 4.5 kg loose fraction had fallen from the flotation stream and a 5.5 kg waste fraction remained suspended in the flotation stream.

Odpadowa frakcja sypka ze stadium rozdziału pneumograwitacyjnego z przewagą soli chromu, chromianów oraz związków żelazowych i żelazawych została zebrana i przeniesiona z kolei do następnego etapu obróbki, to jest do odsiewania chemiczno-cieplnego w celu pozyskania cennej zawartości mineralnej o wyższej czystości niż produkt uzyskany w etapie oddzielania pneumograwitacyjnego.The waste loose fraction from the pneumogravity separation stage with a predominance of chromium salts, chromates and iron and ferrous compounds was collected and transferred to the next treatment stage, i.e. for chemical-thermal screening in order to obtain a valuable mineral content of higher purity than the product obtained in the stage pneumogravitational separation.

Cząstki pozostałe w strumieniu flotacyjnym zostały zebrane oddzielnie jako cenny produkt uboczny, nadający się do użytku jako spoiwo lub w kopalniach jako podsadzka.The particles remaining in the flotation stream were collected separately as a valuable by-product suitable for use as a binder or in mines as a backfill.

W etapie odsiewania chemiczno-cieplnego frakcja opadowa z etapu oddzielania pneumograwitacyjnego została wprowadzona do reaktora plazmowego przedstawionego na rysunku fig. 6, gdzie wytworzono plazmę o temperaturze około 10000°K przy zastosowaniu metanu jako gazu redukcyjnego. Łuk plazmowy obracał się wokół ośmioczłonowej anody z prędkością około 30000 obr./min., co spowodowało wydzielenie się zasadniczo czystego chromu pierwiastkowego, soli chromu oraz żelaza pierwiastkowego. Ta mieszanina materiałów chromowych i żelaznych poddana została procesowi odsiewania elektromagnetycznego w celu wyodrębnienia zasadniczo czystych materiałów chromowych od zasadniczo czystego żelaza.In the chemical-thermal screening step, the precipitation fraction from the pneumogravity separation step was fed into the plasma reactor shown in Figure 6, where a plasma was produced at a temperature of about 10,000 ° K using methane as a reducing gas. The plasma arc rotated around the eight-membered anode at about 30,000 rpm, precipitating essentially pure elemental chromium, chromium salts, and elemental iron. This mixture of chromium and ferrous materials was subjected to an electromagnetic screening process to separate substantially pure chromium materials from substantially pure iron.

166 169166 169

Przykład IV. Na rysunku fig. 4 zilustrowano kolejny przykład realizacji wynalazku, w którym jako surowiec do pozyskiwania cennych substancji mineralnych wykorzystano piasek czerpany z dna zbiorników takich jak ocean, morze lub jezioro. Najlepiej, aby piasek do tego celu, dalej nazywany piaskiem morskim, był czerpany z pobliża kopalni lub zakładów przemysłowych odprowadzających ścieki do danego zbiornika wody. W niniejszym przykładzie użyto jako źródła substancji mineralnych 10 kilogramową próbkę piasku morskiego. Ta próbka zawierała następujące substancje mineralne w podanych niżej ilościach wyrażonych w procentach wagowych:Example IV. Fig. 4 shows another embodiment of the invention, in which sand taken from the bottom of reservoirs such as an ocean, sea or lake was used as a raw material for obtaining valuable minerals. Preferably, sand for this purpose, hereinafter referred to as sea sand, is taken from the vicinity of a mine or industrial plant that discharges sewage into a given water reservoir. In this example, a 10 kg sample of sea sand was used as the mineral source. This sample contained the following minerals in the percentages by weight listed below:

ilmenit ilmenite 28,0% 28.0% cyrkon zirconium 20,7% 20.7% rutyl rutile 7,:?% 7,:?% monacyt monacyt 1,5% 1.5% granat grenade 34,2% 34.2% amfibol amphibole 3,8% 3.8% epidot epidote 3,1% 3.1% turmalin tourmaline 1,4% 1.4%

kilogramową próbkę piasku morskiego wprowadzono najpierw do odsiewacza magnetycznego o słabym polu magnetycznym, do około 5 kilogausów, aby odsiać wysoko magnetyczną frakcję materiałów żelazistych od niemagnetycznych i niżej magnetycznych składników próbki. Wydzielona w ten sposób frakcja wysoko magnetyczna ważyła 2,8 kg i zawierała 97% ilmenitu oraz 3% takich związków mineralnych jak granat, amfibol, epidot i turmalin. Ta frakcja magnetyczna została następnie wprowadzona w postaci sypkiej do reaktora plazmowego typu jaki przedstawiono na rysunku fig. 6, gdzie ten materiał sypki został poddany obróbce chemiczno-cieplnej opisanej w związku z działaniem takiego reaktora. W tym etapie z frakcji bogatej w ilmenit pozyskano żelazo o czystości 98,6% i TiP2 o czystości 99,4%.a kilogram sample of sea sand was first introduced into a weak magnetic sifter, down to about 5 kilogaus, to screen out the highly magnetic ferrous material fraction from the non-magnetic and lower magnetic components of the sample. The thus separated high magnetic fraction weighed 2.8 kg and contained 97% ilmenite and 3% of such minerals as garnet, amphibole, epidote and tourmaline. This magnetic fraction was then introduced in a loose form into a plasma reactor of the type shown in Figure 6, where this bulk material was subjected to the chemo-thermal treatment described in connection with the operation of such a reactor. At this stage, iron with a purity of 98.6% and TiP2 with a purity of 99.4% were obtained from the ilmenite-rich fraction.

Pozostała frakcja niemagnetyczna i niżej magnetyczna ważąca 7,2 kg została przeniesiona z odsiewacza magnetycznego i poddana odsiewaniu elektrostatycznemu przy zastosowaniu potencjału dodatniego do 50 kV. Odsianie elektrostatyczne spowodowało podział poddanej temu procesowi frakcji na dwie porcje. Jedna porcja, złożona z materiałów przewodzących ważyła 2,9 kg, zaś druga porcja złożona z dielektryków i materiałów nieprzewodzących ważyła 4,3 kg.The remaining non-magnetic and lower magnetic fraction, weighing 7.2 kg, was transferred from the magnetic sifter and subjected to electrostatic sieving using a positive potential of up to 50 kV. Electrostatic sifting caused the division of the fraction subjected to this process into two portions. One batch of conductive materials weighed 2.9 kg, while the other batch of dielectrics and non-conductive materials weighed 4.3 kg.

Pierwsza porcja złożona z materiałów przewodzących zawierała materiały takie jak granat, amfibol, epidot, turmalin i rutyl. Została ona następnie skierowana do dalszej obróbki aby oddzielić materiały półmagnetyczne w niej zawarte od frakcji niemagnetycznej przez poddanie 2,9 kilogramowej próbki odsiewaniu magnetycznemu w silnym polu magnetycznym do 16 kilogausów. Oddzielony materiał półmagnetyczny ważący 1,6 kg stanowił pozostałość procesu. Reszta odsianego materiału ważąca 1,3 kg została zebrana i oczyszczona w kolejnym procesie obróbki elektrostatycznej, w którym usunięto pozostałe jeszcze materiały dielektryczne, zaś materiały przewodzące, ważące 7 kg i zawierające 96% koncentrat rutylowy z 4% dodatkiem zanieczyszczeń takich głównie jak granat oraz cyrkon, amfibol, epidot i turmalin, zebrano i poddano obróbce w reaktorze plazmowym typu przedstawionego na rysunku fig. 6 i działającego zgodnie ze szczegółowym opisem podanym poniżej. Mieszanina uzyskana w wyniku obróbki chemiczno-cieplnej w reaktorze plazmowym zawierała TiO:? o czystości 99,8%.The first batch of conductive materials contained materials such as garnet, amphibole, epidote, tourmaline, and rutile. It was then sent for further processing to separate the semi-magnetic materials contained therein from the non-magnetic fraction by subjecting a 2.9 kg sample to a magnetic sieve in a strong magnetic field of up to 16 kilogaus. The separated semi-magnetic material weighing 1.6 kg was the remainder of the process. The rest of the screened material, weighing 1.3 kg, was collected and cleaned in another electrostatic treatment process, in which the remaining dielectric materials were removed, and the conductive materials, weighing 7 kg and containing 96% rutile concentrate with 4% addition of impurities, mainly such as garnet and zirconium , amphibole, epidote and tourmaline, were collected and processed in a plasma reactor of the type shown in Figure 6 and operated as detailed below. The mixture obtained as a result of the chemical-thermal treatment in the plasma reactor contained TiO : with a purity of 99.8%.

Ponadto, jak wspomniano wyżej, zebrano drugą porcję materiałów dielektrycznych i nieprzewodzących, ważącą 4,3 kg, którą również poddano odsiewaniu magnetycznemu w silnym polu magnetycznym do 16 kilogausów, co spowodowało wydzielenie dwu dodatkowych frakcji. Jedna z nich zawierała mineralne materiały magnetyczne i ważyła 0,5 kg. Ta frakcja magnetyczna zawierała monazyt o czystości 98% oraz 7% zanieczyszczeń takich jak cyrkon, granat, amfibol, epidot i turmalin. Tę 98% frakcję monazytu zebrano i poddano obróbce w reaktorze plazmowym w celu pozyskania tlenków lantanu o czystości 99,3%.In addition, as mentioned above, a second batch of dielectric and non-conductive materials weighing 4.3 kg was collected, which was also magnetized under a strong magnetic field of up to 16 kilogaus, which resulted in the separation of two additional fractions. One of them contained mineral magnetic materials and weighed 0.5 kg. This magnetic fraction contained 98% pure monasite and 7% of impurities such as zircon, garnet, amphibole, epidote and tourmaline. This 98% monazite fraction was collected and treated in a plasma reactor to obtain 99.3% pure lanthanum oxides.

166 169166 169

Frakcja niemagnetyczna wyodrębniona z wymienionych wyżej dwu frakcji ważyła 4,15 kg. Została ona przeniesiona do dalszego odsiewu elektrostatycznego, gdzie pozyskano koncentrat cyrkonu jako produkt dielektryczny odsiewania elektrostatycznego oraz pozostałość przewodzącą. Koncentrat cyrkonu ważył 2,1 kg i zawierał 97% ZrSiO4 i 3% zanieczyszczeń, złożonych głównie z rutylu i niewielkich ilości innych materiałów takich jak granat, amfibol, epidot i turmalin. Ten koncentrat cyrkonu również poddano obróbce chemiczno-cieplnej w reaktorze plazmowym typu opisanego i przedstawionego na rysunku fig. 6, w celu uzyskania ZrO2 o czystości 99,5% oraz SiO2 o czystości 99,8%.The non-magnetic fraction separated from the above-mentioned two fractions weighed 4.15 kg. It was transferred to the further electrostatic screening, where the zirconium concentrate was obtained as a dielectric product of the electrostatic screening and the conductive residue. The zirconium concentrate weighed 2.1 kg and contained 97% ZrSiO4 and 3% impurities, mainly consisting of rutile and small amounts of other materials such as garnet, amphibole, epidote and tourmaline. This zirconium concentrate was also chemically heat treated in a plasma reactor of the type described and shown in Figure 6 to obtain 99.5% pure ZrO2 and 99.8% pure SiO2.

Wyodrębniony materiał przewodzący o ciężarze 2,05 kg stanowił pozostałość procesu, którą połączono następnie z pozostałościami poprzednich stadiów i potraktowano łącznie jako odpad.The isolated conductive material weighing 2.05 kg was the remainder of the process, which was then combined with the residues of the previous stages and treated together as waste.

Wynalazek w zakresie urządzenia bliżej objaśniają dalsze rysunki. Poniższy szczegółowy opis urządzenia do oddzielania pneumograwitacyjnego ilustruje rysunek fig. 5 Urządzenie 50 ma podłużną obudowę 52 o prostokątnym przekroju poprzecznym. Obudowa 52 mieści komorę flotacyjną 54 i wlot 56 z dopasowanym zsypem 58, takim jak przykładowo taśmociąg wibracyjny, prowadzącym do komory 54 pod pożądanym kątem wejścia. W obudowie 52 jest także inny wlot 60, przez który do komory 54 wprowadzane jest powietrze za pomocą wentylatora lub dmuchawy 62 wmontowanej na stałe w pobliżu pierwszego zakończenia 64 obudowy 52. Obudowa 52 ma także co najmniej jeden wylot, przedstawiony na rysunku jako wyloty 66 i 68 ustawione tak, aby umożliwić odbiór odpadowych frakcji mineralnych otrzymywanych z materiału sypkiego wprowadzanego do komory 54 przez wlot 56 i poddawanego obróbce. Wylot 70 mieści się na drugim końcu 72 obudowy 52, przeciwległym do jej pierwszego końca 64, w celu umożliwienia odbioru nieopadniętych frakcji materiału sypkiego z zawartością mineralną stanowiących pozostałą frakcję odpadową.The invention is described in more detail in the following drawings. The following detailed description of the pneumogravity separation device is illustrated in Figure 5. Device 50 has an elongated housing 52 of rectangular cross-section. Housing 52 houses a flotage chamber 54 and an inlet 56 with a mating chute 58, such as, for example, a vibrating conveyor, leading to chamber 54 at a desired entrance angle. Housing 52 also has another inlet 60 through which air is introduced into chamber 54 by means of a fan or blower 62 permanently mounted near the first end 64 of housing 52. Housing 52 also has at least one outlet, illustrated as outlets 66 and 68 positioned to allow collection of waste mineral fractions obtained from the bulk material introduced into chamber 54 through inlet 56 and treated. The outlet 70 is located at the second end 72 of the housing 52, opposite its first end 64, to allow the reception of non-encapsulated fractions of the bulk material with mineral content constituting the residual waste fraction.

W korzystnym przykładzie realizacji wlot 56 usytuowany jest wzdłużnie w stosunku do wylotu na końcu 72 obudowy 52, w odległości określonej wzorem:In a preferred embodiment, inlet 56 is disposed longitudinally with respect to the outlet at end 72 of housing 52 at a distance defined by the formula:

CHVMg Fd2yc w którym C oznacza odległość poziomą pomiędzy drugim wlotem 56, przez który wprowadza się materiał sypki a końcem komory 54, przez który cząsteczki opuszczają komorę 54, C oznacza stałą obliczoną na bazie liczby Reynoldsa i w przypadku laminarnego przepływu powietrza przez komorę 54 wynosi 18, V oznacza prędkość gazu (np. powietrza) przepływającego przez komorę 54, Mg oznacza lepkość dynamiczną gazu, F oznacza pole przekroju komory 54, d oznacza przeciętną średnicę cząsteczek materiału sypkiego wprowadzanych do komory 54 przez drugi wlot 56, yc oznacza ciężar właściwy cząstek, zaś H oznacza wysokość komory 54.CHVM g Fd 2 y c where C is the horizontal distance between the second inlet 56 through which the bulk material enters and the end of chamber 54 through which the particles leave chamber 54, C is the constant calculated on the basis of the Reynolds number and in the case of laminar air flow through the chamber 54 is 18, V is the velocity of the gas (e.g. air) flowing through the chamber 54, Mg is the dynamic viscosity of the gas, F is the cross-sectional area of chamber 54, d is the average diameter of the bulk particles entering chamber 54 through the second inlet 56, and y is the weight the specific particle size and H is the height of chamber 54.

W czasie pracy urządzenia 50 powietrze wdmuchiwane jest do komory 54 przez dmuchawę 62, co powoduje laminarny przepływ strumienia flotacyjnego wzdłuż stałej osi poziomej 74 przebiegającej od dyszy wlotowej 76 dmuchawy 62 do końca 72 obudowy 52. Cząstki wprowadzane są do komory 54 przez wlot 56 i zsyp 58 jest wyregulowany w sposób zapewniający pożądany kąt a wprowadzania cząstek do komory 54. Kąt a może być regulowany w granicach od okołol2 do około 75° względem osi 74 w celu dostosowania warunków prowadzenia oddzielania do ciężaru rozmaitych surowców poddawanych obróbce w tym urządzeniu 50. Korzystnie zsyp 58 ma konstrukcję umożliwiającą wibrację lub oscylację w taki sposób aby cząstki wprowadzane przez zsyp 58 do komory 54 były dostatecznie intensywnie wstrząsane dla przeciwdziałania ich aglomeracji. .During operation of the device 50, air is blown into the chamber 54 by the blower 62, which causes a laminar flow of the flotation stream along a constant horizontal axis 74 extending from the inlet nozzle 76 of the blower 62 to the end 72 of the housing 52. The particles are introduced into the chamber 54 through the inlet 56 and a chute. 58 is adjusted to provide the desired angle α for introducing the particles into the chamber 54. The angle α may be adjusted from about 2 to about 75 ° from the axis 74 to adapt the separation conditions to the weight of the various raw materials processed in the apparatus 50. Preferably, the chute is 58 is constructed to allow vibration or oscillation such that the particles introduced by chute 58 into chamber 54 are agitated sufficiently to prevent agglomeration. .

Nogi 76 i 78 zapewniają podparcie obudowy 52 i stabilne położenie względem podłogi 80. Urządzenie 50 wyposażone jest w typowe mechanizmy regulacyjne 82 i 84 do ustalania wysokości nóg 76 i 78 zamontowane na nogach 78 i 78 odpowiednio. Mechanizmy 82 i 84 pracują niezależnie w celu podnoszenia lub opuszczania obudowy 52, stosownie do potrzeb w celu przechylania komory 54 w obudowie 52 jeśli jest to pożądane, co umożliwia regulacjęThe legs 76 and 78 provide support for the housing 52 and a stable position relative to the floor 80. The apparatus 50 has conventional leg height adjusting mechanisms 82 and 84 mounted on legs 78 and 78 respectively. Mechanisms 82 and 84 operate independently to raise or lower housing 52 as needed to tilt chamber 54 in housing 52 as desired, allowing adjustments to be made.

166 169 kąta β pomiędzy ustaloną osią poziomą 74 a osią podłużną komory 54. W ten sposób można regulować drogę opadania, jaką muszą przebyć cząstki pomiędzy wprowadzeniem do komory 54 a zetknięciem ze strumieniem powietrza, dostosowując tę drogę do surowców o rozmaitym ciężarze cząstek. Praktycznie stwierdzono, że dla osiągnięcia najlepszych wyników ta regulacja kątowa kąta β powinna być możliwa w granicach od około -60 do 0° (w poziomie) dla lżejszych produktów mineralnych oraz od +60 do 0° (w poziomie) dla cięższych produktów mineralnych.The angle β between the predetermined horizontal axis 74 and the longitudinal axis of the chamber 54. In this way, the fall path that the particles must travel between entering chamber 54 and contacting the air stream can be adjusted to accommodate raw materials of different weights of particles. In practice, it has been found that for best results this angular adjustment of the β angle should be possible in the range from about -60 to 0 ° (horizontally) for lighter mineral products and from +60 to 0 ° (horizontally) for heavier mineral products.

Na rysunku fig. 6 przedstawiono schematycznie reaktor plazmowy 100, nie objęty obecnym wynalazkiem lecz służący - w kompleksowym procesie pozyskiwania cennych substancji mineralnych z materiałów sypkich - do obróbki surowców sypkich takich jak niewytrącone frakcje mineralne odzyskane w sposobie oddzielania pneumograwitacyjnego przy użyciu urządzenia 50 przedstawionego na wyżej omówionym rysunku fig. 5 lub do obróbki jakichkolwiek innych materiałów sypkich.Figure 6 shows a schematic view of a plasma reactor 100, not included in the present invention, but serving - in a comprehensive process of obtaining valuable mineral substances from bulk materials - for the treatment of bulk materials such as non-precipitated mineral fractions recovered in the pneumogravitational separation process using the device 50 shown above. as discussed in Figure 5, or for treating any other bulk material.

W reaktorze 100 znajduje się głowica plazmowa 102 z wmontowanym pionowo miotaczem plazmy 104. Miotacz 104 ma kształt i wymiary dobrane w celu wprowadzania plazmy gazowej, tak aby powstał skierowany w dół, centralny łuk lub strumień plazmy 105, rozciągający się od katody 106 do wieloczłonowego zespołu anody pierścieniowej 108 umieszczonej w komorze reakcyjnej 110 w kierunku w dół strumienia plazmy od głowicy 102. Głowica plazmowa 102 zawiera ukształtowane kanały 116, które biegną ku górze i pozostają w łączności z urządzeniem dozującym (nie uwidocznionym na rysunku), odmierzającym surowiec sypki zawierający składniki mineralne wprowadzany do komory reakcyjnej 110. Za komorą 110, w kierunku w dół strumienia plazmy znajduje się cylindryczna komora chłodzenia 112 prowadząca w dół do sekcji stożkowej 114, do której przez wejście 138 wprowadzane jest w przeciwprądzie powietrze, w tym celu aby wydmuchać pewne pozostałe ochłodzone materiały schodzące z komory 110 przez wylot 140, jak to zostało opisane bardziej szczegółowo poniżej. _ _ .Reactor 100 includes a plasma head 102 with a vertically mounted plasma thrower 104. The thrower 104 is shaped and dimensioned to inject the gaseous plasma so as to produce a downwardly directed, central arc or plasma jet 105 extending from the cathode 106 to the multi-membered assembly. annular anode 108 positioned in reaction chamber 110 downstream of head 102. Plasma head 102 includes shaped channels 116 that extend upward and communicate with a metering device (not shown) metering mineral-containing bulk material introduced into reaction chamber 110. Downstream of chamber 110 downstream of the plasma stream is a cylindrical cooling chamber 112 leading down to a conical section 114 into which air is fed countercurrently through an inlet 138 to blow out some of the remaining cooled materials exiting chamber 110 through outlet 140 as left , which is described in more detail below EJ. _ _.

Podczas działania urządzenia, cząstki po wprowadzeniu do komory 110 wchodzą w styczność z łukiem plazmowym 105 i zostają podgrzane do wysokiej temperatury w otoczeniu, w którym łuk plazmowy 105 krąży lub wiruje, jak to pokazano za pomocą strzałki A na rysunku fig. 7 i 8, z większą prędkością niż osiągalna za pomocą dotychczas stosowanych metod lub urządzeń.In operation, the particles upon introduction into chamber 110 come into contact with the plasma arc 105 and are heated to a high temperature in an environment in which the plasma arc 105 is circulating or spinning as shown by arrow A in Figures 7 and 8. at a speed higher than that achievable with the methods or devices used so far.

Na rysunku fig. 7 ukazano konkretną realizację reaktora plazmowego w rzucie ku dołowi od katody 106 do anody 108 wzdłuż łuku plazmowego 105 w komorze reakcyjnej 110. Obszar między katodą a anodą będzie dalej określany jako strefa reakcji 118. Strefa reakcji 118 zawiera zwykle gaz nadający się do utworzenia plazmy, gdy między anodą 108 a katodą 106 przożone zostaje dostateczne napięcie ze źródła zewnętrznego (nie uwidocznionego na rysunku). Ścieżkę łuku plazmowego 105 od katody 106 do anody 108 nazywa się dalej osstrefy reakcji. Jak pokazano na rysunku, łuk plazmowy 105 jest skierowany od katody 106 do wieloczłonowej anody pierścieniowej 108 złożonej z ośmiu oddzielnych elektrycznie od siebie odizolowanych członów, do których kolejno kierowany jest łuk plazmowy, co daje w wyniku obroty łuku. Rozczłonkowana anoda o co najwyżej sześciu członach została uprzednio opisana w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych nr 4 361 441, którego treść traktuje się jako odnnik literaturowy ujawniający konstrukcję takiej anody. W urządzeniu opisanym w tym dokumencie wzbudzanie kolejnych członów anody powoduje wirowanie łuku z prędkością do około 6000 obr./min. zgodniej częstością wzbudzania poszczególnych członów. W celu sekwencyjnego wzbudzenia członów - anody stosuje się przełączniki elektryczne. Dla wspomożenia obrotów łuku plaanowego urządzenie według przytoczonego opisu patentowego Stanów Zjednoczonych nr 4 361 441, stosuje również wirujące pole magnetyczne, co dzięki temu, że plazma posiada ładunek powoduje, że łuk podlega sile prostopadłej do zastosowanego pola magnetycznego i do wektora prędkości łuku. Do wytwarzania wirującego pola magnetycznegoFigure 7 shows a particular embodiment of the plasma reactor in a downward view from cathode 106 to anode 108 along the plasma arc 105 in reaction chamber 110. The area between cathode and anode will hereinafter be referred to as reaction zone 118. Reaction zone 118 typically contains a suitable gas. to form a plasma, as between the anode 108 and the cathode 106 p rz vein Zo n s is sufficient connection with an external source (not shown in the drawing). Plasma arc path 105 from the cathode 106 to the anode 108 nazy in a further person ble s trefy reaction. As shown in the drawing, the plasma arc 105 is directed from the cathode 106 to a lot of membered anode ring 108 consisting of eight separate electrically from each other odi the lead n y c h members, which in turn is directed plasma arc, resulting in about B ro ty of the arch. Ro of n for human ed anode having at most six members has been previously described in U.S. Patent No. 4 361 441, the contents of which treats t o oo j and k d n n k axis literature disclosing the structure of the anode. In the device described in this dock with Me n successive excitation of the members of the anode circulates the arc of up to about 6000 k lo of b r ./min. according to the frequency of excitation of individual members. The second objective of the ne wenc Use g of GM wake gs members - Anode switches are electric. For will help n and a rotation arc plaanowego device according to the cited U.S. Patent Zj e d noczon small No. 4 361 441 also uses a rotating magnetic field, which thanks to the pl with a P sits down load causes the arc subjected to a force perpendicular to the m applied field n ag ethyl totaling ego and the vector p r ędkości arc. For creating a rotating magnetic field

1666 169 stosuje się układ cewek cylindrycznych ułożonych wokół krawędzi ścieżki łuku plazmowego i wzbudzanych kolejno przez źródło zewnętrzne.1666 169 uses an array of cylindrical coils arranged around the edge of the plasma arc path and energized sequentially by an external source.

Jak już powiedziano, w reaktorze plazmowym 100 stosuje się wieloczłonową anodę 108, jednak w odróżnieniu od urządzenia opisanego wyżej znanego z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych nr 4 361 441, w reaktorze plazmowym 100 nie stosuje się żadnych obwodów przełączania elektrycznego w celu spowodowania aby łuk plazmy przeskakiwał z jednego członu anody 108 na drugi. Natomiast, jak to szczegółowo opisano poniżej, w celu wprowadzenia łuku plazmowego 105 w ruch wirowy poprzez kolejne człony anody 108 - jak to unaocznia strzałka A - zastosowano pole magnetyczne. Oznacza to, że prędkość obrotowa łuku plazmowego 105 nie zależy od częstości, z jaką możliwa jest zmiana stanów przełączników elektrycznych. Można zatem osiągnąć znacznie wyższe prędkości obrotowe - do około 30000 obr./min. - niż to było możliwe w dotychczasowych urządzeniach.As already mentioned, the plasma reactor 100 uses a multi-membered anode 108, however, unlike the apparatus described above in U.S. Patent No. 4,361,441, no electrical switching circuits are used in the plasma reactor 100 to cause the plasma arc to jump over the air. from one anode segment 108 to the other. Instead, as detailed below, a magnetic field was used to swirl the plasma arc 105 through successive anode members 108 as shown by arrow A. This means that the rotation speed of the plasma arc 105 is independent of the frequency with which the states of the electrical switches can change. Thus, much higher engine speeds can be achieved - up to around 30,000 rpm. - than was possible with previous devices.

Jak pokazano na rysunkach fig. 7 i 8, wieloczłonowa anoda pierścieniowa 108 ma liczne cewki cylindryczne 120 rozmieszczone okrężnie po krawędzi. Każda z cewek 120 jest nawinięta na rdzeniu pierścieniowym o niskim oporze magnetycznym 122, którego oś jest zorientowana prostopadle do osi strefy reakcji 118. W korzystnym przykładzie realizacji tego urządzenia są dwie takie cewki 120 dla każdego członu anody 108, umieszczone co 90° po każdej stronie danego członu. Tak więc całkowita liczba cewek 120 jest dwa razy większa niż liczba członów anody 108. Na rysunku fig. 7 i 8 pokazano anodę ośmioczłonową z członami oddzielonymi materiałem izolacyjnym 124. Jednak dla prostoty na rysunku fig. 7 pokazano tylko cztery cewki oznaczone 120a, 120a', 120b, 120b'. Człon anody 108a jest połączony elektrycznie z cewkami 120a i 120a', natomiast człon anody 108b - z cewkami 120b i 120b'. Cewki 120a i 120b są nawinięte na tę samą część 126 rdzenia 122 w odwrotnych kierunkach. Podobnie cewki 120a' i 120b' są nawinięte na przeciwległą część rdzenia 122. Każda z cewek 120 jest także przyłączona do gruntu elektrycznego oznaczonego jako element 130. W ten sposób na każdym członie anody jest utrzymywany stały potencjał elektryczny przez dwie ścieżki biegnące do gruntu poprzez cewkę cylindryczną 120 umieszczoną na krawędzi strefy reakcji 118 i tak zorientowaną aby jej podłużna oś była prostopadła do linii nakreślonej od środka anody pierścieniowej 108 do danego członu anody, do którego jest ona przyłączona. Gdy między katodą 106 a danym członem anody zachodzi wyładowanie łuku plazmowego 105, przez ten człon anody i do gruntu przepływa prąd elektryczny wzbudzając dwie cewki cylindryczne związane z danym członem (to znaczy cewki 120a i 120a'). Zadaniem cewek 120 jest wytworzenie pola magnetycznego zorientowanego promieniście i skierowanego ku (lub od) członu anody przewodzącego wyładowanie plazmy. Jak pokazano na rysunku fig. 7, przy wzbudzeniu para cewek 120a i 120b rozmieszczona po przeciwnych stronach krawędzi ścieżki łuku wytwarza promieniście zorientowany wektor pola magnetycznego Bb Pole magnetyczne Bj powoduje zatem, że łuk plazmowy 105 podlega skierowanej po obwodzie sile pod kątami prostymi do Bb która jest proporcjonalna do prędkości osiowej wzdłuż ścieżki od katody do anody.As shown in Figures 7 and 8, the multi-segment annular anode 108 has a plurality of cylindrical coils 120 arranged circularly along the edge. Each of the coils 120 is wound on a low magnetic resistance ring core 122 whose axis is oriented perpendicular to the axis of the reaction zone 118. In the preferred embodiment of this device there are two such coils 120 for each anode member 108 positioned 90 ° on each side. of a given element. Thus, the total number of coils 120 is twice the number of anode members 108. Figures 7 and 8 show an eight-membered anode with members separated by insulating material 124. However, for simplicity in Figure 7, only four coils are shown labeled 120a, 120a '. , 120b, 120b '. The anode member 108a is electrically connected to the coils 120a and 120a 'and the anode member 108b to the coils 120b and 120b'. Coils 120a and 120b are wound on the same portion 126 of core 122 in reverse directions. Likewise, the coils 120a 'and 120b' are wound on the opposite portion of the core 122. Each of the coils 120 is also connected to the electrical ground identified by element 130. Thus, at each anode member a constant electrical potential is maintained through two paths to the ground through the coil. cylindrical 120 located at the edge of reaction zone 118 and oriented so that its longitudinal axis is perpendicular to a line drawn from the center of the annular anode 108 to the particular anode member to which it is attached. When a discharge of the plasma arc 105 occurs between the cathode 106 and a given anode member, an electric current flows through the anode member and into the ground to energize two cylindrical coils associated with the member (i.e., coils 120a and 120a '). The function of the coils 120 is to create a magnetic field oriented radially and directed towards (or away from) the anode member conducting the plasma discharge. As shown in Figure 7, when excited, a pair of coils 120a and 120b arranged on opposite sides of the edges of the arc path produces a radially oriented magnetic field vector B b The magnetic field Bj thus causes the plasma arc 105 to undergo a circumferential force at right angles to B b which is proportional to the axial velocity along the path from the cathode to the anode.

Tak więc reaktor plazmowy 100 działa w sposób następujący. Wszystkie człony anody są uziemione (lub połączone z innym obszarem stałego potencjału) przez odrębne ścieżki, z których każda przebiega przez cewkę cylindryczną 120. Po wstępnym wzbudzeniu katody, gdy osiągnięty zostaje potencjał rozbicia gazu, w komorze reakcyjnej następuje wyładowanie plazmowe pomiędzy katodą 106 i jednym spośród członów anody 108 i wytwarza się ścieżka przewodząca plazmy. Pod nieobecność innych sił wyładowanie pozostawałoby stacjonarne lub przeskakiwałoby losowo z jednego członu anody na inny. Jednakże pole magnetyczne B, wymusza ruch łuku po obwodzie i powoduje, że przeskakuje on na sąsiedni człon anody. Z kolei ten człon anody wzbudza następną parę cewek cylindrycznych, co powoduje dalszy obrót łuku plazmy do sąsiedniego członu anody i tak dalej. W ten sposób łuk plazmy musi obracać się w sposób ciągły, z prędkością niezależną od częstotliwości jakichkolwiek przełączeń elektrycznych.Thus, plasma reactor 100 operates as follows. All the anode members are grounded (or connected to another constant potential region) through separate paths, each passing through a cylindrical coil 120. After cathode pre-excitation, when the gas breakdown potential is reached, a plasma discharge occurs in the reaction chamber between cathode 106 and one among the anode members 108 and a plasma conductive path is formed. In the absence of other forces, the discharge would remain stationary or would jump randomly from one anode member to another. However, the magnetic field, B, forces the arc to move around the circumference and causes it to jump to the adjacent anode member. This anode member in turn excites another pair of cylindrical coils, which causes the plasma arc to rotate further to the adjacent anode member, and so on. Thus, the plasma arc must rotate continuously, at a speed independent of the frequency of any electrical switching.

166 169166 169

W celu nadania plazmie jeszcze większej prędkości kątowej w reaktorze 100 zastosowano jeszcze jedną cewkę cylindryczną 132 nawiniętą wokół krawędzi strefy reakcji 118 i współosiową z osią strefy reakcji 118. Wzbudzona przez zewnętrzne źródło zasilania współosiowa cewka cylindryczna 132 wytwarza tedy jeszcze jedno pole magnetyczne- B2, skierowane osiowo wzdłuż ścieżki łuku plazmy, przedstawionej na rysunku fig. 8. Pole B2 powoduje, że wszystkie naładowane cząstki poruszające się z promienistą lub obwodową składową prędkości znajdują się pod wpływem siły skierowanej prostopadle do tej składowej prędkości. Składnik prędkości skierowany po promieniu nadawany jest łukowi plazmy przez ułożenie członów anody po krawędzi, co sprawia, że łuk plazmy wychyla się po promieniu na zewnątrz. Pole magnetyczne B2 przekształca więc skierowany po promieniu moment liniowy ruchu naładowanych cząstek na moment kątowy, wywołując ruch obrotowy mchu. Ponadto powstały dzięki temu składnik obwodowy prędkości wirującej plazmy (wywołany przez obydwa pola magnetyczne B! i B2) podlega działaniu pola B2, co przyciąga łuk promieniście do wewnątrz. To z kolei dostarcza siły dośrodkowej niezbędnej do utrzymania szybkich obrotów.In order to give the plasma an even greater angular velocity in reactor 100, another cylindrical coil 132 is wound around the edge of the reaction zone 118 and coaxial with the axis of the reaction zone 118. Excited by an external power supply, the coaxial cylindrical coil 132 thus creates another magnetic field B2 directed towards axially along the plasma arc path shown in Figure 8. The B2 field causes all charged particles moving with a radial or circumferential velocity component to be under the influence of a force directed perpendicular to this velocity component. The velocity component directed along the radius is imparted to the plasma arc by arranging the anode members along the edge, which causes the plasma arc to swing outwards along the radius. Thus, the magnetic field B2 transforms the linear moment of the charged particles motion directed along the radius into an angular moment, causing the moss to rotate. Moreover, the peripheral component of the rotating plasma velocity (caused by both the magnetic fields B 1 and B2) thus created is subject to the action of the field B2, which draws the arc radially inward. This in turn provides the centripetal force necessary to maintain the fast rotation.

Dotychczasowe sposoby wymuszania ruchu obrotowego łuku plazmy, takie jak opisany w cytowanym uprzednio opisie patentowym Stanów Zjednoczonych nr 4 361 442, opierały się wyłącznie na wirowaniu zewnętrznego pola magnetycznego wprawianego w ruch obrotowy za pomocą przełączników elektrycznych oraz kolejnego wzbudzania członów anody również za pomocą przełączników elektrycznych. Oznacza to, że prędkość kątowa plazmy nie mogła być większa niż częstość przełączania elektrycznego. Natomiast obecne urządzenie nie ma takich ograniczeń i dlatego może nadawać łukowi plazmy znacznie większą prędkość obrotową.The hitherto methods of forcing the plasma arc to rotate, such as those described in the previously cited United States Patent No. 4,361,442, were based solely on the spinning of an external magnetic field set in rotation by means of electric switches and the subsequent excitation of the anode members also by means of electric switches. This means that the angular velocity of the plasma could not be greater than the electrical switching frequency. In contrast, the present device has no such limitations and is therefore capable of imparting to the plasma arc a much higher rotational speed.

Tak więc w praktycznym wykorzystaniu tego urządzenia w kompleksowym sposobie pozyskiwania cennych substancji mineralnych z materiałów sypkich zawierających składniki mineralne, jako gazu plazmowego do wytworzenia czystego tlenku glinu i tlenku tytanu z frakcji popiołów lotnych osadzonej w etapie oddzielania pneumograwitacyjnego używano powietrza atmosferycznego lub czystego tlenu. Temperatura wytworzona w komorze reakcyjnej 110 reaktora plazmowego 100 wynosiła około 10000°K, zaś wymuszona prędkość wirowania łuku po obwodzie ośmioczłonowej anody 108 wynosiła około 16000 obr./min. Materiał sypki wprowadzany był od góry do pionowo ustawionej komory reaktora 110 przez kanały 116 w takim tempie, aby cząstki opadały po spirali poprzez łuk plazmowy z prędkością około 5 kg/s.Thus, in the practical use of this device in a comprehensive method of obtaining valuable minerals from bulk materials containing minerals, atmospheric air or pure oxygen was used as a plasma gas to produce pure alumina and titanium oxide from the fly ash fraction deposited in the pneumogravity separation stage. The temperature generated in reaction chamber 110 of plasma reactor 100 was about 10,000 ° K, and the forced arc speed around the perimeter of the eight-membered anode 108 was about 16,000 rpm. The bulk material was introduced from above into the vertically oriented reactor chamber 110 through channels 116 at a rate such that the particles spiraled through the plasma arc at a rate of about 5 kg / sec.

W miarę jak cząstki opadają poprzez łuk plazmowy w komorze reakcyjnej 110, ich cenne składniki mineralne (takie jak tlenek glinowy i tlenek tytanu) topią się, natomiast pozostałe składniki wprowadzanego materiału sypkiego, takie jak magnez bądź krystalizują, bądź wyparowują. Po opuszczeniu komory reakcji 110, po przejściu w pobliżu anody 108, materiały wchodzą do cylindrycznej komory chłodzenia 112 i schodzą stamtąd poprzez gradienty temperatury, podczas gdy stopione substancje mineralne skupiają się w stosunkowo gęste cząstki, skrystalizowane pozostałości tworzą cząstki pyłowe, zaś składniki odparowane tworzą gazy. Następnie, w miarę jak ochłodzone składniki docierają do niższych sekcji komory chłodzenia 112, osiągają one płytę zdawczą 134, której celem jest oddzielenie stosunkowo gęstszych aglomeratów mineralnych, takich jak tlenek glinowy i tlenek tytanu od innych opadających materiałów. Ponadto płyta 134 skierowuje wydzielone cząstki mineralne we właściwym kierunku w dół poprzez sekcję stożkową 114, aby umożliwić ich zebranie na dnie 136 sekcji stożkowej 114.As the particles descend through the plasma arc in the reaction chamber 110, their valuable minerals (such as alumina and titanium oxide) melt, while the remaining bulk material components, such as magnesium, either crystallize or evaporate. Upon exiting reaction chamber 110, after passing near the anode 108, materials enter cylindrical cooling chamber 112 and descend from there through temperature gradients, while molten minerals concentrate into relatively dense particles, crystallized residues form dust particles, and vaporized components form gases. . Then, as the cooled components reach the lower sections of the cooling chamber 112, they reach the delivery plate 134, the purpose of which is to separate relatively denser mineral agglomerates such as alumina and titanium oxide from other falling materials. In addition, the plate 134 directs the separated mineral particles downward through the conical section 114 in the correct direction to allow them to be collected at the bottom 136 of the conical section 114.

W sekcji 114 zawirowany przeciwprąd powietrza zostaje skierowany z wlotu 138 ku górze do wylotu 140, aby spowodować towarzyszącym zgęstkom mineralnym cząstek pyłowych i gazów oraz wydmuchnięcie ich z reaktora 100 przez rurę wylotową 141 umocowaną przy wylocie 140.In section 114, a swirled countercurrent air is directed upwards from inlet 138 to outlet 140 to cause the accompanying mineral pellets of dust particles and gases to be blown out of the reactor 100 through an outlet pipe 141 fitted at the outlet 140.

Rura wylotowa 142 jest konstrukcyjnie związana z wlotem 138. Oś 144 rury 142 jest ustawiona pod kątem X do osi poziomej 146 i przechodzi przez punkt środkowy wlotu 138. Zatem kąt X zasadniczo określa kąt wlotu powietrza do sekcji stożkowej 114 reaktora 100.The outlet pipe 142 is structurally associated with the inlet 138. The axis 144 of the pipe 142 is oriented at an angle X to the horizontal axis 146 and passes through the center point of the inlet 138. Thus, the angle X generally defines the angle of the air inlet to the conical section 114 of the reactor 100.

166 169166 169

W korzystnym przykładzie realizacji tego urządzenia kąt X powinien wynosić około 15°. Jednakże wielkość kąta X dla każdego poszczególnego procesu zależy od rozmaitych czynników, w tym od prędkości powietrza wprowadzanego przez wlot 138, od ciężaru właściwego poddawanych obróbce materiałów oraz od kąta pochylenia stożka (kąt Y na rysunku fig. 6). W związku z tym należy zauważyć, że dla materiałów o bardzo dużym ciężarze właściwym, kąt X można zwiększać aż do 90° (wówczas powietrze będzie wprowadzane z dna 136 stożka 114).In a preferred embodiment of this device, the angle X should be approximately 15 °. However, the magnitude of the angle X for any particular process depends on various factors, including the velocity of the air introduced through the inlet 138, the specific gravity of the materials treated, and the angle of the cone (Y angle in Figure 6). In this connection, it should be noted that for very high specific gravity materials, the angle X may be increased up to 90 [deg.] (Then air will be introduced from the bottom 136 of the cone 114).

Korzystnie kąt Y nachylenia stożka 114 wynosi około 30°. Jednakże stwierdzono eksperymentalnie, że dla przeróbki materiałów o wysokim stężeniu żelaza i chromu, jak przykładowo surowce pochodzące z odlewni, kąt X powinien mieścić się w przedziale od około 0° do około 37°, a kąt Y - w przedziale od około 10° do około 30°.Preferably, the inclination angle Y of the cone 114 is approximately 30 °. However, it has been found experimentally that for the processing of materials with a high concentration of iron and chromium, such as raw materials from foundries, the angle X should be between about 0 ° to about 37 ° and the angle Y should be between about 10 ° and about 30 °.

Dla surowców o wysokiej koncentracji miedzi, niklu lub kobaltu takich jak surowce pochodzące z kopalń i odlewni, kąt X powinien mieścić się w przedziale od około 5° do około 30°, zaś kąt Y - w przedziale od około 15° do około 40°. Dla surowców o wysokim stężeniu cyrkonu, takich jak surowce pochodzące z piasku morskiego, kąt X powinien mieścić się w przedziale od około 0° do około 15°, zaś kąt Y - w przedziale od około 30° do około 40°. Dla materiałów o wysokiej zawartości tlenku glinowego i tlenku tytanu kąt X powinien mieścić się w granicach od około 0° do około 30°, zaś kąt Y - w przedziale od około 20° do około 40°.For raw materials with a high concentration of copper, nickel or cobalt, such as those from mines and foundries, the angle X should be between about 5 ° and about 30 ° and the angle Y should be between about 15 ° and about 40 °. For high concentration zirconium raw materials, such as sea sand raw materials, the angle X should be between about 0 ° and about 15 ° and the angle Y should be between about 30 ° and about 40 °. For high alumina and titanium oxide materials, the angle X should be between about 0 ° and about 30 ° and the angle Y should be between about 20 ° and about 40 °.

Aby uwzględnić tak znaczną rozmaitość konfiguracji kątowych dla różnych surowców, w jednej wersji urządzenia 100 sekcja stożkowa 114 reaktora dostarczana jest jako część wymienna, tak że na korpusie reaktora 100 można wedle potrzeby instalować różnie ukształtowane końcówki.To accommodate such a large variety of angular configurations for the various raw materials, in one version of the device 100, the reactor conical section 114 is provided as a replaceable part, so that differently shaped tips can be installed on the reactor body 100 as required.

Inną ważną cechą konstrukcji sekcji stożkowej 114 reaktora 100 jest umiejscowienie wlotu 138 i związanego z nim wlotu powietrza 142. Stwierdzono, że w korzystnym przykładzie realizacji punkt środkowy wlotu 138 powinien znajdować się na wysokości h, ponad dnem 136 sekcji stożkowej 114, to jest na około 1/4 wysokości całkowitej hs sekcji 114. Wysokość hs dla dowolnej wersji sekcji stożkowej 114 można wyliczyć jako funkcję kąta Y stożka 114 z równania:Another important design feature of the conical section 114 of the reactor 100 is the location of the inlet 138 and associated air inlet 142. It has been found that in a preferred embodiment, the center point of inlet 138 should be at a height h above the bottom 136 of the conical section 114, i.e. 1/4 of the total height h s of section 114. The height h s for any version of the cone section 114 can be calculated as a function of the Y angle of the cone 114 from the equation:

hs = 1/2 ds tgY w którym ds oznacza średnicę stożka 114 przy poziomym górnym ścięciu 148 sekcji stożkowej 114, średnicę ds sekcji stożkowej 114 można obliczyć z innego równania:hs = 1/2 d s tgY where ds is the diameter of the cone 114 at the horizontal upper truncation 148 of the conical section 114, the diameter ds of the cone section 114 can be calculated from another equation:

^ = 1,24 w którym cf oznacza promień cylindrycznej komory chłodzenia 112.^ = 1.24 with cf being the radius of the cylindrical cooling chamber 112.

Inną ważną cechą konstrukcji reaktora 100 jest sekcja ścianki 150 umieszczonej pod odpowiednim kątem do poziomej podstawy 148 cylindrycznej komory chłodzenia 152 cylindrycznej komory chłodzenia 112 i do poziomego zwieńczenia 148 sekcji stożkowej 114. Ścianka 150 łączy po obwodzie i szczelnie spaja komorę 112 z sekcją stożkową 114. W korzystnym przykładzie realizacji, ścianka 150 jest umieszczona pod kątem Z do poziomego zwieńczenia 148 sekcji 114. Kąt ten jest tak dobrany, że powietrze wprowadzane do sekcji 114 przez wlot 138 pod kątem X zostaje skierowane przez ściankę 150 w pożądanym kierunku ku górze, aby weszło ono w styczność ze spadającym w dół komory chłodzenia 112 materiałem i aby dzięki temu stosunkowo lżejsze pyły i gazy znajdujące się tam, przemieszczały się ku górze przez centralnie umieszczony lej 154, na spotkanie z cząstkami spadającymi i aby te lżejsze materiały kierowały się do wylotu 140, skąd wychodzą przez rurę wylotową 141 i zostają zebrane jako produkty odpadowe z rozdzielania chemiczno-cieplnego.Another important design feature of the reactor 100 is a wall section 150 disposed at right angles to the horizontal base 148 of the cylindrical cooling chamber 152 of the cylindrical cooling chamber 112 and to the horizontal top 148 of the conical section 114. The wall 150 circumferentially connects and seals the chamber 112 to the conical section 114. In a preferred embodiment, wall 150 is positioned at an angle Z to the horizontal cap 148 of section 114. This angle is selected such that air entering section 114 through inlet 138 at angle X is directed through wall 150 in a desired upward direction. it comes into contact with the material falling downward of the cooling chamber 112, and so that the relatively lighter dusts and gases therein move upwards through the centrally located funnel 154 to meet the falling particles and that these lighter materials are directed to the outlet 140. from where they exit via the outlet pipe 141 and are collected as waste products from chemical-thermal separation.

W korzystnym przykładzie realizacji reaktora 100 kąt Z może mieścić się w granicach od około 35° do około 60°, najkorzystniej wynosi 45°. Jednakże kąt Z można zmieniać wedle potrzeby, aby wewnątrz sekcji stożkowej 114 uzyskać optymalne warunki aerodynamiczne dla kierowania powietrza wprowadzanego przez wlot 138 do wylotu 140, bądź to strumieniem bezpośrednim, bądź zawirowanym, spiralnym lub obracającym się.In a preferred embodiment of the reactor 100, the angle Z may range from about 35 ° to about 60 °, most preferably 45 °. However, the angle Z may be varied as needed to obtain optimal aerodynamic conditions within the conical section 114 for directing the air introduced through the inlet 138 to the outlet 140, either by a direct, swirled, spiral or rotating stream.

166 169166 169

W razie potrzeby można rurą wylotową 171 połączyć urządzenie wentylujące (nie pokazane na rysunku fig. 6), aby ułatwić zbieranie materiałów odpadowych.If desired, a ventilation device (not shown in Figure 6) can be connected with an exhaust pipe 171 to facilitate the collection of waste materials.

Prędkość powietrza wprowadzonego do sekcji stożkowej 117 jest kolejnym ważnym czynnikiem wpływającym na pracę reaktora 100. Stwierdzono na przykład, że na ogół prędkość powietrza wprowadzanego do sekcji 117 przez wlot 138 powinna mieścić się w zakresie od 1 do 20 m/s. Prędkość powietrza reguluje się zależnie od gęstości pozyskiwanych substancji mineralnych, stosując na ogół większe prędkości dla najcięższych cząstek, takich jak żelazo-chrom, natomiast niższe prędkości stosuje się do materiałów o niższych ciężarach właściwych. Przykładowo, gdy w reaktorze stosuje się jako surowiec popiół lotny, to jak stwierdzono, należy do sekcji stożkowej 114 reaktora 100 wprowadzać przez wlot 138 powietrze rozpędzone do prędkości około 1,7 m/s.The velocity of the air introduced into the conical section 117 is another important factor affecting the operation of the reactor 100. For example, it has been found that in general, the velocity of the air entering section 117 through the inlet 138 should be in the range of 1 to 20 m / s. The air velocity is regulated according to the density of the recovered minerals, generally using higher speeds for the heaviest particles such as iron-chromium, while lower speeds are used for materials with lower specific gravities. For example, when fly ash is used as feedstock in the reactor, it has been found that the conical section 114 of the reactor 100 is fed through the inlet 138 with air, expelled to a velocity of about 1.7 m / s.

Ponadto stwierdzono, że dla niektórych zastosowań reaktora 100 może być pożądane wbudowanie elektromagnesu 156 otaczającego pierścieniowo dolną sekcję cylindrycznej komory chłodzenia 112. W szczególności, aby wykonać niektóre zabiegi odsiewania na traktowanych plazmą materiałach pochodzących z żużla metalurgicznego lub z odlewni, działanie tego elektromagnesu 156 może dopomóc w odsiewaniu materiałów mineralnych od resztek. Jednakże przy obróbce popiołów lotnych takie wspomaganie elektromagnetyczne zazwyczaj nie jest potrzebne.In addition, it has been found that for some applications of reactor 100 it may be desirable to incorporate an electromagnet 156 surrounding a ring-shaped lower section of cylindrical cooling chamber 112. In particular, to perform some screening operations on plasma treated materials derived from metallurgical slag or foundries, operation of the solenoid 156 may assist. in sifting mineral materials from residues. However, when treating fly ash, such electromagnetic assistance is usually not needed.

Chociaż wynalazek w korzystnym przykładzie realizacji opisany został w sposób uszczegółowiony, należy rozumieć, że powyższy opis przedstawiony jedynie w celu zilustrowania wynalazku. Liczne zmiany w szczegółach i poszczególnych czynnościach operacyjnych sposobu według wynalazku, jak też we właściwościach materiałów poddawanych obróbce są dopuszczalne i nie stanowią odstępstwa od ducha i zakresu wynalazku określonego w zastrzeżeniach patentowych.While the invention has been described in detail in the preferred embodiment, it should be understood that the foregoing description has been presented merely for the purpose of illustrating the invention. Numerous changes to the details and individual operating steps of the method according to the invention as well as to the properties of the treated materials are permissible and do not depart from the spirit and scope of the invention as defined in the claims.

Claims (22)

Zastrzeżenia patentowePatent claims 1. Sposób oddzielania pneumograwitacyjnego wartościowych substancji mineralnych z materiału sypkiego zawierającego składniki mineralne, znamienny tym, że sypki materiał zawierający składniki mineralne wprowadza się do komory flotacyjnej urządzenia do odsiewania pneumograwitacyjnego posiadającej co najmniej jeden wlot i liczne wyloty, przez którą może przepływać strumień flotacyjny od co najmniej jednego wlotu do przynajmniej jednego wylotu, poddaje się ten surowiec flotacji przez jego zetknięcie ze strumieniem flotacyjnym o określonej z góry prędkości przepływu powietrza, wystarczającej aby spowodować rozdzielenie tego surowca na co najmniej jedną wartościową frakcję mineralną, którą wytrąca się ze strumienia flotacyjnego w wyniku grawitacyjnego opadania tej frakcji ze strumienia pod ciężarem wartościowej substancji mineralnej oraz na frakcję odpadową pozostającą w strumieniu flotacyjnym oraz zbiera się tę co najmniej jedną wytrąconą wartościową frakcję mineralną przy jednym z wymienionych wylotów komory flotacyjnej, a pozostałą odpadową frakcję przy innym z wylotów.A method of pneumogravitational separation of valuable minerals from a bulk material containing minerals, characterized in that the loose material containing minerals is introduced into the flotage chamber of the pneumogravity sieving device having at least one inlet and a plurality of outlets through which the flotation stream can flow from at least one inlet to at least one outlet, this feedstock is flotated by contacting it with a flotation stream at a predetermined air flow velocity sufficient to cause the feed to be separated into at least one valuable mineral fraction which precipitates from the flotation stream by gravity the fall of this fraction from the stream under the weight of a valuable mineral substance and onto a waste fraction remaining in the flotation stream, and the at least one precipitated mineral fraction is collected with one of the following: at the flotation cell outlets, and the rest of the waste fraction at the other outlets. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że sypki materiał zawierający składniki mineralne zwilża się przed wprowadzeniem do komory flotacyjnej roztworem kwasu siarkowego.2. The method according to p. The method of claim 1, wherein the mineral-containing bulk material is moistened with a sulfuric acid solution prior to being introduced into the flotage chamber. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że utrzymuje się szybkość przepływu strumienia flotacyjnego w granicach od 2 do 25 m/s.3. The method according to p. The process of claim 1, wherein the flow rate of the flotation stream is kept between 2 and 25 m / s. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że obróbce poddaje się materiał sypki o ziarnach o promieniu mniejszym niż około 0, i mm.4. The method according to p. Process according to claim 1, characterized in that the treatment of the bulk material has a grain size with a radius smaller than about 0 and mm. 5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że obróbce poddaje się materiał sypki otrzymywany przez kruszenie surowca stałego zawierającego składniki mineralne.5. The method according to p. Process according to claim 4, characterized in that the treatment of a bulk material obtained by crushing a solid raw material containing minerals. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że obróbce poddaje się materiał wybrany z grupy obejmującej: popioły lotne, pył piecowy, żużel, węgiel, odpady odlewnicze, odpady metalurgiczne, odpady kopalniane, piasek morski i ich mieszaniny.6. The method according to p. Process according to claim 1, characterized in that a material selected from the group consisting of: fly ash, furnace dust, slag, coal, foundry waste, metallurgical waste, mine tailings, sea sand and mixtures thereof is treated. 7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że obróbce poddaje się odpady odlewnicze stanowiące żużel wytworzony w procesie produkcji żelazo-chromu.7. The method according to p. The process of claim 6, characterized in that the treated waste is slag produced in the iron-chromium production process. 8. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że obróbce poddaje się popiół lotny wytwarzany z żużla wielkopiecowego.8. The method according to p. The process of claim 6, characterized in that the fly ash produced from the blast furnace slag is treated. 9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że materiał sypki traktuje się roztworem kwasu siarkowego przed wprowadzeniem do komory flotacyjnej.9. The method according to p. The process of claim 1, wherein the bulk material is treated with a sulfuric acid solution prior to entering the flotage chamber. 10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako wartościową frakcję mineralną zbiera się frakcję należącą do grupy obejmującej: tlenek glinowy, tlenek tytanu, żelazo, chrom, nikiel, kobalt, ołów, cynk, miedź, cyrkon i ich mieszaniny.10. The method according to p. The process of claim 1, wherein a fraction belonging to the group consisting of: alumina, titanium oxide, iron, chromium, nickel, cobalt, lead, zinc, copper, zircon and mixtures thereof is collected as a valuable mineral fraction. 11. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że zebraną frakcję odpadową poddaje się dalszej obróbce w celu wytworzenia materiału budowlanego o cechach cementu.11. The method according to p. Process according to claim 1, characterized in that the collected waste fraction is further processed to produce a building material with the characteristics of cement. 12. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że materiał sypki wprowadza się do urządzenia do oddzielania pneumograwitacyjnego posiadającego podłużną komorę flotacyjną z pierwszym wlotem i pierwszym wylotem, środki do wprowadzania powietrza do tej komory przez pierwszy wlot oraz wymuszania przepływu przez komorę i opuszczenia jej przez pierwszy wylot, drugi wlot do wprowadzania materiału sypkiego do tej komory, tak aby możliwy był jego kontakt ze strumieniem flotacyjnym, usytuowany w komorze flotacyjnej w dostatecznej odległości od pierwszego wylotu aby mogła wydzielić się co najmniej jedna frakcja mineralna i opaść ze strumienia flotacyjnego w wyniku osadzania grawitacyjnego pod ciężarem sub166 169 stancji mineralnych zawartych w tej frakcji i odbiera się z tego urządzenia co najmniej jedną taką frakcję mineralną.12. The method according to p. A method as claimed in claim 1, characterized in that the bulk material is introduced into a pneumogravity separation device having an elongated flotage chamber with a first inlet and a first outlet, means for introducing air into the chamber through the first inlet, and forcing the chamber to flow through and out through the first outlet, the second inlet. for introducing the bulk material into this chamber so that it can be brought into contact with the flotation stream, located in the flotage chamber at a sufficient distance from the first outlet that at least one mineral fraction can separate and fall out of the flotation stream by gravity settling under the weight of the sub166 169 minerals contained in this fraction, and at least one such mineral fraction is collected from the device. 13. Sposób wedbug za.strz.l2,znamienim eym, ży materim sypki wprowadza się do ko mory flotacyjnej przez drugi wlot usytuowany w odległości od pierwszego wylotu określonej wzorem:13. The method according to the above mentioned above, characterized by the fact that loose matter is fed into the flotation chamber through the second inlet located at a distance from the first outlet defined by the formula: C HVMg Fd2Yc w którym C oznacza odległość poziomą pomiędzy drugim wlotem a pierwszym wylotem, C oznacza stały współczynnik obliczony na bazie liczby Reynoldsa, V oznacza prędkość gazu (powietrza) przepływającego przez komorę flotacyjną Mg oznacza dynamiczną lepkość gazu, F oznacza pole przekroju komory flotacyjnej, d oznacza średnią średnicę cząstek wprowadzanych do komory flotacyjnej, γ,. oznacza ciężar właściwy cząstek, zaś H oznacza wysokość komory flotacyjnej.C HVM g Fd 2 Yc where C is the horizontal distance between the second inlet and the first outlet, C is the constant coefficient calculated on the basis of the Reynolds number, V is the velocity of the gas (air) flowing through the flotation cell, Mg is the dynamic viscosity of the gas, F is the cross-sectional area of the flotage cell, d is the mean diameter of the particles introduced into the flotage cell, γ. is the specific gravity of the particles and H is the height of the flotation chamber. 14. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że materiał sypki wprowadza się do komory flotacyjnej przez drugi wlot z konstrukcją umożliwiającą regulację kąta wprowadzania tego surowca.14. The method according to p. The method of claim 12, characterized in that the bulk material is introduced into the flotage chamber through the second inlet with a structure enabling the adjustment of the angle of introduction of this material. 15. Sposób według zastrz. 14, znamienny tym, że materiał sypki wprowadza się do komory flotacyjnej pod kątem około 12-75° w stosunku do kierunku przepływu prądu powietrza przez tę komorę.15. The method according to p. The method of claim 14, characterized in that the bulk material is introduced into the flotage chamber at an angle of approximately 12-75 ° to the direction of air current flow through the chamber. 16. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że materiał sypki wprowadza się do urządzenia wyposażonego dodatkowo w mechanizm do przechylania komory flotacyjnej umożliwiający regulację kąta pomiędzy poziomym kierunkiem przepływu prądu powietrza przez tę komorę a osią podłużną tej komory.16. The method according to p. 12. The method of claim 12, characterized in that the bulk material is introduced into a device additionally equipped with a flotage chamber tilting mechanism enabling the adjustment of the angle between the horizontal direction of air current flow through the chamber and the longitudinal axis of the chamber. 17. Sposób według zastrz. 16, znamienny tym, że kąt pomiędzy poziomym kierunkiem przepływu prądu powietrza przez tę komorę a osią podłużną tej komory reguluje się w granicach od około -60 do +60°.17. The method according to p. 16. The apparatus as claimed in claim 16, characterized in that the angle between the horizontal direction of the air current flow through the chamber and the longitudinal axis of the chamber is adjustable from approximately -60 to + 60 °. ^.Urządzenie do oddzielania pneumograwitacyjnygo wartościowych substancji mineralnych z materiałów sypkich zawierających składniki mineralne, znamienne tym, że obejmuje komorę flotacyjną (54) o kształcie podłużnym, w obudowie (52), posiadającą pierwszy wlot (60) i pierwszy wylot (70), środki (62, 76) do wprowadzania powietrza do komory (54) przez pierwszy wlot (60) oraz do wymuszania przepływu powietrza przez komorę (54) w kierunku od pierwszego wlotu (60) do pierwszego wylotu (70) z zapewnieniem strumienia flotacyjnego powietrza w komorze (54) przepływającego od pierwszego wlotu (60) do pierwszego wylotu (70) oraz drugi wlot. (56) do wprowadzaniado niej materiału sypkiego i zetknięcia go ze strumieniem flotacyjnym, przy czym drugi wlot (56) umieszczony jest w komorze (54) w dostatecznej odległości od pierwszego wylotu (70) aby pozwolić na oddzielenie wartościowych substancji mineralnych zawartych w materiale sypkim w postaci co najmniej jednej wartościowej frakcji mineralnej i jej opadnięcie ze strumienia flotacyjnego w wyniku osadzania grawitacyjnego pod ciężarem wartościowych substancji mineralnych zawartych w tej frakcji i drugi wylot (66) do odbierania wyodrębnionej frakcji mineralnej.A device for the pneumogravity separation of valuable minerals from mineral-containing bulk materials, characterized in that it comprises a flotation chamber (54) of oblong shape, in a housing (52) having a first inlet (60) and a first outlet (70), means (62, 76) for introducing air into the chamber (54) through the first inlet (60) and for forcing air to flow through the chamber (54) from the first inlet (60) to the first outlet (70) to provide a flotation stream of air in the chamber (54) flowing from the first inlet (60) to the first outlet (70) and the second inlet. (56) for introducing the bulk material therein and bringing it into contact with the flotation stream, the second inlet (56) being located in the chamber (54) at a sufficient distance from the first outlet (70) to allow the separation of valuable minerals contained in the bulk material in the form of at least one valuable mineral fraction and its fallout from the flotation stream as a result of gravity settling under the weight of valuable minerals contained in that fraction, and a second outlet (66) for receiving the separated mineral fraction. 19. Urządzenie według zastrz. Ig, znaraienn e tymi że e dległość pomigdzy prugimwlotem (56) a pierwszym wylotem (70) jest określona wzorem:19. The device according to claim 1 Ig, significant in that the distance between the first inlet (56) and the first outlet (70) is given by the formula: CH V Idg ?/2c{c w którym C oznacza odległość poziomą pomiędzy drugim wlotem (56) a pierwszym wylotem (70), C oznacza stały współczynnik obliczony na bazie liczby Reynoldsa, V oznacza prędkość gazu (np. powietrza) przepływającego przez komorę (54), Mg oznacza lepkość dynamiczną gazu, F oznacza pole przekroju komory (54), d oznacza przeciętną średnicę cząsteczek materiału sypkiego wprowadzanych do komory , (54) przez drugi wlot (56), yc oznacza ciężar właściwy cząstek, a H oznacza wysokość komory (54).CH V Idg? / 2 c {c where C is the horizontal distance between the second inlet (56) and the first outlet (70), C is the constant coefficient calculated on the basis of the Reynolds number, V is the velocity of the gas (e.g. air) flowing through the chamber ( 54), Mg is the dynamic viscosity of the gas, F is the cross-sectional area of the chamber (54), d is the average diameter of the bulk material particles entering the chamber, (54) through the second inlet (56), y c is the specific weight of the particles and H is the height chambers (54). 166 169166 169 20. Urządzenie według zastrz. 18, znamienne tym, że drugi wlot (56) ma konstrukcję (58) do regulacji kąta a wprowadzania materiału sypkiego do komory (54).20. The device according to claim 1 18. The apparatus of claim 18, characterized in that the second inlet (56) has a structure (58) for adjusting the angle a for introducing the bulk material into the chamber (54). 21. Urządzenie według zastrz. 20, znamienne tym, że kąt a wprowadzania materiału sypkiego wynosi 12-75° w stosunku do kierunku przepływu prądu powietrza przez komorę (54).21. The device according to claim 1 20, characterized in that the angle α of the introduction of the granular material is 12-75 ° to the direction of the air current flowing through the chamber (54). 22. Urządzenie według zastrz. 18, znamienne tym, że ma dodatkowo mechanizm (82, 84) przechylania komory (54) do regulacji kąta (3 pomiędzy poziomym kierunkiem przepływu prądu powietrza przez komorę (54) a osią podłużną tej komory.22. The device according to claim 22 18. The device according to claim 18, further comprising a chamber (54) tilting mechanism (82, 84) for adjusting the angle (3 between the horizontal direction of air flow through the chamber (54) and the longitudinal axis of the chamber. 23. Urządzenie według zastrz. 22, znamienne tym, że kąt β zawarty jest w granicach od -60 do +60° w stosunku do poziomego kierunku przepływu powietrza.23. The device according to claim 1 22, characterized in that the angle β ranges from -60 to + 60 ° with respect to the horizontal direction of the air flow.
PL28921691A 1991-02-27 1991-02-27 Method of pneumogravitationally separating valuable mineral substances from particulate materilas, apparatus therefor and method of getting such substances PL166169B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL28921691A PL166169B1 (en) 1991-02-27 1991-02-27 Method of pneumogravitationally separating valuable mineral substances from particulate materilas, apparatus therefor and method of getting such substances
TW80105919A TW201334B (en) 1991-02-27 1991-07-29 Methods and pneumo-gravitational separation apparatus for extracting mineral values from particulate materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL28921691A PL166169B1 (en) 1991-02-27 1991-02-27 Method of pneumogravitationally separating valuable mineral substances from particulate materilas, apparatus therefor and method of getting such substances

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL289216A1 PL289216A1 (en) 1993-11-02
PL166169B1 true PL166169B1 (en) 1995-04-28

Family

ID=20053873

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL28921691A PL166169B1 (en) 1991-02-27 1991-02-27 Method of pneumogravitationally separating valuable mineral substances from particulate materilas, apparatus therefor and method of getting such substances

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL166169B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
PL289216A1 (en) 1993-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4685963A (en) Process for the extraction of platinum group metals
US8267336B2 (en) System and method for treating shredder residues and use of a granulate fraction thus produced
EP3498387B1 (en) Incinerated-ash treatment device and treatment method
FI124912B (en) Process for the treatment of metallurgical slag of non-ferrous metals
US4295881A (en) Process for extraction of platinum group metals from chromite-bearing ore
JPH0763691B2 (en) Method for utilizing scrap of equipment and its equipment
CA1099245A (en) Method and apparatus for removing zinc type metals and compounds in dust recovery process in iron manufacture
US6500229B1 (en) Method for treating steel works dust by wet process
AU9179998A (en) A process and apparatus for treating particulate matter
PL166169B1 (en) Method of pneumogravitationally separating valuable mineral substances from particulate materilas, apparatus therefor and method of getting such substances
EP1745683A2 (en) A novel plasmatorch and its application in methods for conversion of matter
PL165331B1 (en) Method of sifting off valuable mineral substances from granular materials and plasma reactor
WO1992015714A1 (en) Methods and chemo-thermal reactor apparatus for extracting mineral values from particulate materials
US20250027183A1 (en) Processing of mining feedstocks using kinetic pulverization and separation
PL167395B1 (en) Method of getting valuable mineral substances from particulate solid materials
WO1992015716A1 (en) Methods and pneumo-gravitational separation apparatus for extracting mineral values from particulate materials
WO1992015715A1 (en) Methods and apparatus for extracting mineral values from particulate materials
Taylor Dry electrostatic separation of granular materials
PL172524B1 (en) Coal cleaning method
TW201334B (en) Methods and pneumo-gravitational separation apparatus for extracting mineral values from particulate materials
WO2025039088A1 (en) Process of recovering rare earth elements from a waste product using kinetic pulverization
SU1346248A1 (en) Method of hydraulic classifying
RU2100314C1 (en) Method and process line for manufacturing periclase-containing powders for refractory articles
Fine The Beneficiation of Iron Ores
Julius Method and Device for Separating Electrically Conducting Non-Ferrous Metals