RU2467950C1 - Method of producing aluminosilicates and silicon from air suspension of sand particles and apparatus for realising said method - Google Patents
Method of producing aluminosilicates and silicon from air suspension of sand particles and apparatus for realising said method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2467950C1 RU2467950C1 RU2011117438/05A RU2011117438A RU2467950C1 RU 2467950 C1 RU2467950 C1 RU 2467950C1 RU 2011117438/05 A RU2011117438/05 A RU 2011117438/05A RU 2011117438 A RU2011117438 A RU 2011117438A RU 2467950 C1 RU2467950 C1 RU 2467950C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- container
- silicon
- aluminosilicates
- raw material
- particles
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 63
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims abstract description 45
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 40
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 239000000725 suspension Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 239000004576 sand Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims description 29
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 22
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 58
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 57
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 35
- 239000012467 final product Substances 0.000 claims description 22
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 9
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 9
- 239000013049 sediment Substances 0.000 claims description 8
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 3
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical class [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 20
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract description 13
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract description 12
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 6
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 abstract description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 3
- 239000007858 starting material Substances 0.000 abstract description 3
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 43
- 230000008569 process Effects 0.000 description 35
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 25
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 23
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 18
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 13
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 12
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 9
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 8
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 8
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 7
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 description 5
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 4
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000035508 accumulation Effects 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- -1 aluminum ions Chemical class 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N aluminum;sodium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Na+].[Al+3] ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 1
- 239000010782 bulky waste Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 210000002257 embryonic structure Anatomy 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 239000013081 microcrystal Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 229910052683 pyrite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910001388 sodium aluminate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относиться к способам получения кристаллических алюмосиликатов, с помощью которых производиться удовлетворение потребностей использующих их по прямому назначению определенных отраслей промышленного производства, а именно электротехнической, химической и т.д., а так же к устройствам для осуществления такого рода технологий.The invention relates to methods for producing crystalline aluminosilicates, with the help of which the needs of certain branches of industrial production that are used for their intended purpose are met, namely, electrical, chemical, etc., as well as devices for implementing such technologies.
Известны технологии, в соответствии с которыми синтез алюмосиликатов производят в автоклавах в интервале температур 60-450°C из раствора, содержащего алюминат натрия Na[Al(OH)4] и водную суспензию кремниевой кислоты nSiO2·mH2O с добавкой в него щелочи.Known technologies in accordance with which the synthesis of aluminosilicates is carried out in autoclaves in the temperature range of 60-450 ° C from a solution containing sodium aluminate Na [Al (OH) 4 ] and an aqueous suspension of silicic acid nSiO 2 · mH 2 O with the addition of alkali .
Получаемый после окончания такой обработки алюмосиликатный гель промывают и сушат при температуре, близкой к 100°C. (см. Интернет, статья "Алюмосиликаты", http://slovari.yandex.ru/The aluminosilicate gel obtained after completion of this treatment is washed and dried at a temperature close to 100 ° C. (see Internet, article "Aluminosilicates", http://slovari.yandex.ru/
Однако следует обратить внимание на то, что получение конечного продукта с использованием указанного выше известного способа требует привлечения существенных материальных и финансовых затрат (в силу того, что этот конечный продукт вырабатывают с помощью автоклавов при повышенной температуре).However, you should pay attention to the fact that obtaining the final product using the above known method requires significant material and financial costs (due to the fact that this final product is produced using autoclaves at elevated temperatures).
Наиболее близким к предлагаемому является способ получения алюмосиликатов, в процессе осуществления которого исходная смесь подвергается обработке, осуществляемой в две стадии. На первой стадии на суспензию, содержащую исходные сырьевые компоненты, воздействуют температурой, составляющей 240-325°C в течение 1-20 минут, а на второй стадии обрабатываемое сырье выдерживается в открытой емкости при 50-100°C в течение 60-240 часов.Closest to the proposed is a method for producing aluminosilicates, during the implementation of which the initial mixture is subjected to processing, carried out in two stages. In the first stage, the suspension containing the starting raw materials is exposed to a temperature of 240-325 ° C for 1-20 minutes, and in the second stage, the processed raw materials are kept in an open container at 50-100 ° C for 60-240 hours.
По окончании проведения этих этапов в применяемой емкости формируется твердый кристаллический осадок, состоящий из образовавшихся на ее дне алюмосиликатов.At the end of these steps, a solid crystalline precipitate is formed in the tank used, consisting of aluminosilicates formed at its bottom.
При осуществлении указанной выше технологии применяется изолированный от внешней окружающей среды реактор (емкость), в которую и помещают исходную сырьевую массу.In the implementation of the above technology, a reactor (tank) isolated from the external environment is used, into which the initial raw material mass is placed.
Для ее преобразования в конечный продукт используется генерируемое с этой целью физическое поле, воздействующее на исходные сырьевые компоненты непосредственно в области осуществления такого рода их синтеза. Физическое поле в данном указанном выше случае используется температурное. Для поддержания диапазона создаваемых с его помощью температур используют рабочие элементы, обеспечивающие повышение последней до заданных технологий переработки сырья значений. В известном способе эти рабочие элементы выполнены в виде нескольких теплообменников - нагревателей. В состав таких теплообменников включены термоэлектрические нагревательные элементы, которые в процессе осуществления работы последних подключаются к внешнему источнику для подачи к ним питания.To convert it into a final product, a physical field generated for this purpose is used that acts on the initial raw materials directly in the field of such synthesis. The physical field in this case is temperature. To maintain the range of temperatures created with its use, working elements are used that increase the latter to the specified values for processing raw materials. In the known method, these working elements are made in the form of several heat exchangers - heaters. The composition of such heat exchangers includes thermoelectric heating elements, which in the process of carrying out the work of the latter are connected to an external source to supply power to them.
При осуществлении такого рода синтеза алюмосиликатов на первой стадии его выполнения обрабатываемая смесь помещается во внутреннюю полость применяемой технологической емкости, где она и подвергается указанному выше воздействию со стороны генерируемого в этой зоне физического поля (в данном случае температурного).When carrying out this kind of synthesis of aluminosilicates at the first stage of its execution, the processed mixture is placed in the internal cavity of the technological vessel used, where it is subjected to the above effects from the physical field generated in this zone (in this case, the temperature field).
Вторая же стадия получения конечного продукта осуществляется в открытой емкости, при атмосферном давлении, и под действием температурного поля, обеспечивающего нагрев обрабатываемой среды до значений в 90-100°C.The second stage of obtaining the final product is carried out in an open container, at atmospheric pressure, and under the influence of a temperature field that provides heating of the medium to values of 90-100 ° C.
Вторая стадия обработки, осуществляемая после первой, занимает длительный промежуток времени - 60-240 часов. По завершении ее процесс синтеза кристаллических алюмосиликатов можно считать законченным.The second stage of processing, carried out after the first, takes a long period of time - 60-240 hours. Upon completion, its synthesis of crystalline aluminosilicates can be considered complete.
(См. патент RU 2026815 "Способ получения цеолитных алюмосиликатов с молярным отношением SiO2/Al2O3=20"; C01B 33/36, опубликован 20.01.1995 - далее прототип).(See patent RU 2026815 "Method for the preparation of zeolite aluminosilicates with a molar ratio of SiO 2 / Al 2 O 3 = 20"; C01B 33/36, published on January 20, 1995 - hereinafter the prototype).
Однако осуществление синтеза алюмосиликатов с применением и этого известного технического решения (прототипа) связано с необходимостью привлечения существенных финансовых затрат.However, the synthesis of aluminosilicates using this well-known technical solution (prototype) is associated with the need to attract significant financial costs.
Наличие указанного фактора определяется, прежде всего, тем, что на его первой стадии выполнения используется работающий в условиях наличия высоких значений давления и температур химический реактор (емкость).The presence of this factor is determined, first of all, by the fact that at its first stage of execution, a chemical reactor (vessel) operating under conditions of high pressure and temperature is used.
Осуществление же второй стадии формирования конечного продукта в этом известном техническом решении связано с применением длительного временного промежутка (60-240 часов), в течение которого заканчивается процесс кристаллизации вырабатываемого конечного продукта.The implementation of the second stage of formation of the final product in this known technical solution involves the use of a long time period (60-240 hours), during which the crystallization process of the final product is completed.
Все указанное выше неминуемо оказывает негативное влияние на получаемые в конечном итоге технико-экономические показатели процесса преобразования исходной сырьевой массы в формируемый в ходе его выполнения сам конечный продукт.All of the above will inevitably have a negative impact on the resulting technical and economic indicators of the process of converting the initial raw material mass into the final product formed during its implementation.
Целью предлагаемого изобретения является снижение затрат, необходимых для осуществления синтеза кристаллических алюмосиликатов из объема исходной сырьевой массы.The aim of the invention is to reduce the costs required for the synthesis of crystalline aluminosilicates from the volume of the original raw material mass.
Достижение указанной выше цели в предлагаемом способе и устройстве обеспечивается за счет наличия действия следующих факторов:The achievement of the above goals in the proposed method and device is provided due to the presence of the following factors:
Предлагаемый способ включает в себя операцию по проведению размещения исходного сырья во внутренней полости, используемой для осуществления обработки емкости. В процессе ее выполнения эта емкость изолирована от окружающей ее внешней среды.The proposed method includes the operation of conducting the placement of the feedstock in the inner cavity used to process the container. In the process of its implementation, this tank is isolated from its external environment.
При преобразовании сырьевой массы в конечный продукт при осуществлении предлагаемого способа применяется искусственно созданное с этой целью физическое поле.When converting the raw material mass into the final product during the implementation of the proposed method, a physical field artificially created for this purpose is used.
Само это преобразование выполняется непосредственно в зоне его влияния.This transformation itself is carried out directly in the zone of its influence.
Новым в способе является то, что в качестве объекта для проведения такого рода преобразования выступает воздушная взвесь из частиц песка, содержащего окиси алюминия и кремния. Габариты входящих в состав взвеси частиц составляют 1 мкм - 8 мкм.New in the method is that an air suspension of sand particles containing aluminum oxide and silicon acts as an object for carrying out this kind of transformation. The dimensions of the particles included in the suspension are 1 μm - 8 μm.
Содержание же такого рода составляющих в объеме последней равно 20-40% от всей его величины. Применяемое же в процессе обработки физическое поле представляет собой переменное вращающееся магнитное. Напряженность его в рабочей зоне составляет 2,5×103÷1×106 А/м, а частота 40-70 Гц. При осуществлении же такого рода обработки сама емкость с загруженным в нее сырьем выполняет функции замыкающего соединительного звена для генерируемого используемой магнитной системой и создаваемого в ней потока. Кроме того, в толщу осевшего на дно применяемой емкости осадка производиться подача струй сжатого воздуха под избыточным давлением 0,1÷0,6 кгс/см2, формирующих в этой области так называемый "кипящий слой".The content of such components in the volume of the latter is 20-40% of its entire value. The physical field used during the processing is an alternating rotating magnetic field. Its tension in the working area is 2.5 × 10 3 ÷ 1 × 10 6 A / m, and the frequency is 40-70 Hz. When performing this kind of processing, the tank itself with the raw materials loaded into it serves as the closing connecting link for the flow generated in the magnetic system used and used in it. In addition, in the thickness of the sludge deposited at the bottom of the applied tank, compressed air jets are supplied under an overpressure of 0.1 ÷ 0.6 kgf / cm 2 , forming the so-called "fluidized bed" in this area.
Применяемое при осуществлении предлагаемого способа устройство состоит из следующих элементов. Прежде всего, оно содержит емкость для размещения в ней обрабатываемой сырьевой массы. В устройстве также используются рабочие элементы, обеспечивающие формирование воздействующего на составляющие сырье частицы физического поля. Эти рабочие элементы подключаются к внешнему источнику электрического питания.Used in the implementation of the proposed method, the device consists of the following elements. First of all, it contains a container for accommodating the processed raw material in it. The device also uses working elements that ensure the formation of the physical field particles acting on the constituent raw materials. These work items are connected to an external power source.
Новым в устройстве является то, что его рабочие элементы выполнены в виде состыкованных между собой пластин из магнитопроводящего материала. Последние при проведении их совместного монтажа друг с другом формируют замкнутый прямоугольный контур. При этом в теле составляющих такой контур отдельных деталей размещаются три обмотки катушки. Каждая из них соединена с соответствующей отдельной фазой внешнего трехфазного источника электрического питания. В одном же из составляющих контур генератора элементов выполнен сквозной паз, габариты которого обеспечивают размещение в нем содержащей обрабатываемую воздушную взвесь емкости.New in the device is that its working elements are made in the form of stacked plates of magnetically conductive material. The latter during their joint installation with each other form a closed rectangular contour. At the same time, three coil windings are placed in the body of the individual parts making up such a circuit. Each of them is connected to a corresponding separate phase of an external three-phase source of electrical power. In one of the constituent components of the generator circuit, a through groove is made, the dimensions of which ensure the placement of a container containing the processed air suspension in it.
Помимо всего этого, на верхнюю часть этой емкости, на ее торце, устанавливается крышка. Назначением ее является изоляция внутреннего объема емкости от прямой связи его с окружающей устройство внешней средой.In addition to all this, a lid is installed on the upper part of this tank, at its end. Its purpose is to isolate the internal volume of the tank from its direct connection with the external environment surrounding the device.
На дне же емкости прокладывается заглушенный с торцевой части патрубок, в стенках которого выполнены отверстия перфорации.At the bottom of the tank, a nozzle is muffled from the end part, in the walls of which perforation holes are made.
С помощью последних обеспечивается вывод в окружающие такой патрубок придонные слои продукта струй подаваемого через них сжатого воздуха.With the help of the latter, the bottom layers of the product of the jets of compressed air supplied through them are led to the bottom layers surrounding the pipe.
Внутренняя полость этого патрубка соединена с полостью подающей сжатый воздух под избыточным давлением внешней магистрали.The internal cavity of this pipe is connected to the cavity supplying compressed air under excessive pressure of the external line.
При использовании всего набора перечисленных выше особенностей выполнения предлагаемого способа, а так же и в конструкции используемого при его проведении устройства характер протекания процесса обработки в ходе ее осуществления претерпевает следующие изменения.When using the entire set of the above features of the proposed method, as well as in the design of the device used during its implementation, the nature of the processing process during its implementation undergoes the following changes.
На самых начальных этапах проведения такого рода процесса применяемая в ходе его исполнения сырьевая масса проходит через операцию так называемого "ультратонкого помола". В ходе выполнения последней составляющие исходное сырье песчинки преобразуются в частицы с габаритными размерами от 1 мкм до 8 мкм.At the very initial stages of this kind of process, the raw material used during its execution passes through the operation of the so-called "ultrafine grinding". During the execution of the latter, the grains of the feedstock are converted into particles with overall dimensions from 1 μm to 8 μm.
Такие изменения их размеров могут быть выполнены с помощью любых известных на настоящее время технологий, например с применением нашедших широкое распространение шаровых мельниц.Such changes in their sizes can be made using any currently known technologies, for example, using widely used ball mills.
Прошедшая через такой "помол" готовая мелкодисперсная масса затем просушивается в жарочном шкафу при температуре 120°-150°C в течение 30-50 минут.Finished fine mass passed through such a “grinding” is then dried in an oven at a temperature of 120 ° -150 ° C for 30-50 minutes.
На этом этап предварительной подготовки сырья к последующей его обработке можно считать законченным.At this stage, the preliminary preparation of raw materials for its subsequent processing can be considered completed.
Полученная из песка, содержащего оксиды алюминия и кремния, пылевидная сырьевая масса затем помещается во внутреннюю полость технологической емкости 3.Obtained from sand containing oxides of aluminum and silicon, the pulverized raw material mass is then placed in the internal cavity of the
Размещенный в полости емкости 3 сырьевой материал затем проходит через операцию перемешивания его с объемом заполняющего ее воздуха.The raw material placed in the cavity of the
В итоге всего этого в последней формируется устойчивая непрозрачная пылевидная взвесь.As a result of all this, a stable, opaque, dusty suspension is formed in the latter.
Операция перемешивания указанных выше компонентов в объеме емкости 3 может осуществляться с помощью любых известных технологических приемов, например, при помощи вводимой в сосуд механической лопастной мешалки или за счет подачи к его дну струй сжатого воздуха из специального сопла.The operation of mixing the above components in the volume of the
После получения такой взвеси емкость 3 закрывается крышкой 8, и устанавливается в сквозной паз "Б" генератора магнитного потока.After receiving such a suspension, the
Перфорированный же патрубок 6, используемый для подачи в емкость 3 сжатого воздуха, после завершения операции ее монтажа в генератор, подключается к подающей последний магистрали.The perforated
По завершении всех этих указанных выше переходов все обмотки катушки 2 (см. фиг.1) используемого генератора подключаются к соответствующим фазам внешнего источника питания (на чертеже не показан).Upon completion of all of the above transitions, all windings of coil 2 (see Fig. 1) of the generator used are connected to the corresponding phases of the external power source (not shown in the drawing).
Каждая из этих обмоток катушек при поступлении на нее переменного электрического тока, подаваемого от соответствующих фаз внешнего источника питания, начинает генерировать собственное магнитное поле.Each of these windings of the coils when it receives alternating electric current supplied from the corresponding phases of an external power source, begins to generate its own magnetic field.
Так как все используемые в контуре обмотки - катушки 2 смонтированы в соответствующих монтажных окнах (на чертеже не показаны), выполненные непосредственно в объеме магнитопроводящих рабочих элементов 1, то генерируемые ими отдельные магнитные потоки с помощью последних объединяются в единый суммарный. Таким образом, в контуре создается общее магнитное поле, сформированное с помощью этих трех отдельных составляющих, полученных в зонах установки каждой из указанных выше обмоток - катушек 2.Since all windings used - in the loop -
Так как подаваемый для их питания переменный ток в каждой из используемых фаз внешнего источника имеет угловые сдвиги составляющих его синусоидальных волн относительно таких же соседних, то сформированное таким образом суммарное магнитное поле получается не только переменным, но и как бы осуществляющим "вращение" в окружающий его пространственной области.Since the alternating current supplied for their power supply in each of the phases of the external source has angular shifts of the components of its sinusoidal waves with respect to the neighboring ones, the total magnetic field thus formed is obtained not only as alternating, but also as if carrying out “rotation” into its surroundings spatial area.
Следует еще обратить внимание и на то, что образующийся в контуре генератора при его включении суммарный магнитный поток будет стремиться замкнуть разорванные пазом "Б" его половины, как бы соединяя их в единое целое (создавая своеобразную замкнутую "петлю").One should also pay attention to the fact that the total magnetic flux formed in the generator circuit when it is turned on will tend to close its halves torn by slot “B”, as if connecting them into a single whole (creating a kind of closed “loop”).
В процессе осуществления этого он неизбежно производит "проскок" через внутреннюю полость емкости 3, заполненную частицами 4 обрабатываемой сырьевой массы.In the process of doing this, he inevitably makes a “slip” through the internal cavity of the
Последняя выполняет в ходе осуществления такого рода его перехода из одной половины контура в другую роль замыкающего соединительного звена применяемой для выполнения обработки этой магнитной системы. Т.е. становиться своеобразной "ступенькой", с опорой на которую этот переход между рабочими элементами 1 такого рода генератора и становиться осуществимым с минимально возможными потерями энергии.The latter performs in the course of this kind of transition from one half of the circuit to another the role of the closing connecting link used to process this magnetic system. Those. become a kind of "step", based on which this transition between the working
Все перечисленное выше обеспечивает максимально возможную концентрацию силовых линий генерируемого в устройстве магнитного поля непосредственно в зоне проведения процесса преобразования сырьевых частиц 4 в необходимый конечный продукт их переработки - гранулы 5, состоящие из алюмосиликатов и кремния.All of the above ensures the maximum possible concentration of the lines of force generated in the device of the magnetic field directly in the zone of the process of converting the
Соответственно, сформированный в этой же области результирующий вектор суммарного магнитного потока совершает там колебательные угловые перемещения, осуществляя при этом перенос зоны своего влияния на окружающие его частицы 4 по всем трем пространственным координатам (x; y; z).Correspondingly, the resulting vector of the total magnetic flux formed in the same region performs oscillatory angular displacements there, while transferring the zone of its influence to the surrounding
К тому же в процессе этого последний меняет не только направление воздействия, но и саму свою величину (с заданной частотой 40-70 Гц). Если соединить при помощи кривых линий точки нахождения его конца, оббегающего участки окружающего этот вектор пространственного объема в течение заранее выбранного определенного временного промежутка, то получим фигуру, по очертанию наиболее близкую к трехмерному "эллипсоиду" (см. зону "Д" на фиг.1).In addition, in the process of this, the latter changes not only the direction of action, but also its magnitude (with a given frequency of 40-70 Hz). If we connect, using the curved lines, the points of finding its end, running around the parts of the spatial volume surrounding this vector for a pre-selected certain time period, we get a figure that is outlined closest to the three-dimensional "ellipsoid" (see zone "D" in figure 1 )
Сужение его переднего и заднего конца определяется увеличением магнитного сопротивления, неизбежно появляющемся ввиду возникновения монтажных зазоров "а" в момент установки емкости 3 в генератор.The narrowing of its front and rear ends is determined by the increase in magnetic resistance, which inevitably appears due to the appearance of mounting gaps "a" at the time of installation of the
Так как этот результирующий вектор совершает весь этот набор из указанных выше действий в заполненной обрабатываемой средой внутренней полости емкости 3, то на находящиеся там частицы сырья 4, а также молекулы газов - кислорода, окиси углерода, обрушивается целая серия периодически повторяющихся (40-70 Гц) "толчков" и "ударов".Since this resulting vector performs this entire set of the above actions in the internal cavity of the
Под их влиянием неизбежно активируются входящие в состав указанных выше компонентов атомы их молекул, электроны которых переходят на более высокие орбиты относительно их ядра.Under their influence, the atoms of their molecules, whose electrons move to higher orbits relative to their core, are inevitably activated.
При этом разрываются ранее имеющиеся между ними ковалентные молекулярные связи, и в зоне обработки появляются новые ионы, образующиеся из числа этих входящих в состав исходных молекулярных соединений атомов.In this case, the covalent molecular bonds previously existing between them are broken, and new ions appear in the treatment zone, which are formed from these atoms included in the initial molecular compounds.
В самой зоне обработки в итоге этого появляются активированные молекулярные фрагменты, ранее составлявшие входящие в состав применяемой сырьевой смеси ее частицы; а так же и заполняющие полость емкости 3 и входящие в состав атмосферного воздуха микрообъемы газов.As a result of this, activated molecular fragments appear in the processing zone itself, which previously constituted its particles that are part of the raw material mixture used; as well as filling the cavity of the
При протекании в последующем целого ряда реакций все полученные там компоненты формируют "зародыши" новых, ранее отсутствующих в исходном сырьевом материале соединений, а именно - алюмосиликатов и кремния, что может осуществляться по схеме:When a series of reactions proceeds in the future, all the components obtained there form “nuclei” of new compounds that were previously absent in the initial raw material, namely, aluminosilicates and silicon, which can be carried out according to the scheme:
CO2→C4++2O2-;CO 2 → C 4+ + 2O 2- ;
CO4→C4-+4H+;CO 4 → C 4- + 4H + ;
Al2O3+C4+→2Al3++CO2+O2-;Al 2 O 3 + C 4+ → 2Al 3+ + CO 2 + O 2- ;
SiO2+C4+→Si4++CO2;SiO 2 + C 4+ → Si 4+ + CO 2 ;
2H+-+О2-→H2O;2H + - + O 2- → H 2 O;
O2→O2-+O2-;O 2 → O 2- + O 2- ;
Al3+6Si4++15O2-→6SiO2·Al2O3.Al 3+ 6Si 4+ + 15O 2- → 6SiO 2 · Al 2 O 3 .
Другие же вещества, входящие в состав имеющихся в сырье примесей, также как алюмосиликаты и кремний, будут преобразованы в новые кристаллические структуры, которые в последующем и будут составлять появляющиеся по окончании процесса обработки кусковые губчатые отходы (шлаки).Other substances that are part of the impurities present in the raw materials, as well as aluminosilicates and silicon, will be converted into new crystalline structures, which will subsequently comprise lumpy spongy waste (slags) that appear at the end of the processing process.
Так как полученные в зоне такого энергетического воздействия "зародыши" из указанных выше новых структур обладают достаточно высокой плотностью (2,48 г/см3-2,54 г/см3), то они оседают под действием сил гравитации, попадая на дно емкости 3. Перемещаясь в вертикальном направлении, такие "зародыши" из вновь полученных соединений захватывают по дороге мелкие частицы 4 окружающей их сырьевой массы, обрастая своеобразной "шубой".Since the “nuclei” obtained from the above-mentioned new structures obtained in the zone of such an energetic effect have a rather high density (2.48 g / cm 3 -2.54 g / cm 3 ), they settle under the action of gravitational forces, falling to the bottom of the
Попадая в самую нижнюю часть полости емкости 3, они создают там искусственно сформированный за счет действия этих факторов "придонный слой". Как только в толщу последнего начинают поступать струи подаваемого под избыточным давлением (0,1÷0,6 кгс/см2) сжатого воздуха, то входящие в него составляющие под действием последних начинают совершать интенсивные колебательные перемещения, то подымаясь вверх, то падая вниз. При этом создается так называемый "кипящий слой".Once in the lower part of the cavity of the
Все перечисленные ранее процессы, обусловленные воздействием переменного вращающегося магнитного поля на входящие в придонный слой соединения, протекают и в этой области точно также, как и в остальном объеме обрабатываемой в устройстве сырьевой взвеси.All the processes listed above, due to the action of an alternating rotating magnetic field on the compounds entering the bottom layer, proceed in this area in the same way as in the rest of the raw material suspension processed in the device.
Отличия в выполнении такого рода технологии в этой области полости емкости 3 будут заключаться лишь в том, что в условиях формируемого в ней "кипящего слоя" значительно возрастает количество подаваемых к "зародышам" микрообъемов ионизированного газа - (C4+; O2-), а также попадающих туда же и используемых для построения формирующих там крупных гранул новых строительных "мини-кирпичиков" (Al3+; Si4+). Ионы газа (C4+; O2-), как и указывалось ранее, генерируются из объемов подаваемого в эту зону обработки газов - кислорода O2, окиси углерода CO2, метана CH4, входящих в состав используемого сжатого воздуха.The differences in the implementation of this kind of technology in this region of the cavity of the
Наличие всех перечисленных выше факторов воздействия на применяемый сырьевой материал позволяет существенно интенсифицировать процесс получения из него новых компонентов - алюмосиликатов и кремния, а также создает условия для протекания формирования указанных выше соединений в виде крупногабаритных гранул с размерами от 1,5 до 13 мм.The presence of all the above factors of influence on the raw material used allows us to significantly intensify the process of obtaining new components from it - aluminosilicates and silicon, and also creates conditions for the formation of the above compounds in the form of large-sized granules with sizes from 1.5 to 13 mm.
Соотношение получаемых на конечном этапе обработки указанных выше конечных продуктов определяется, прежде всего, составом применяемой сырьевой массы.The ratio obtained at the final stage of processing the above end products is determined, first of all, by the composition of the raw material used.
При преобладании в ней окиси алюминия падает количество получаемого кремния, и наоборот.When aluminum oxide predominates in it, the amount of silicon produced decreases, and vice versa.
Чистота исходного сырья определяет и количество получаемых на финальном этапе проведения обработки отходов, а также влияет на их состав и структуру.The purity of the feedstock determines the amount obtained at the final stage of the processing of waste, and also affects their composition and structure.
При идеально выверенной пропорции соотношения окиси алюминия и окиси кремния существовала бы теоретическая основа для получения 100% всего конечного продукта только в виде одного того же алюмосиликата, и наоборот - то же самое можно утверждать относительно образующегося кристаллического кремния. Т.е. появление "кремния" в составе образующегося "продукта" переработки обеспечивается тем, что для имеющегося в зоне протекания реакций соответствующего количества ионов алюминия необходимые "партнеры" - атомы кремния, были уже полностью разобраны. Оставшиеся же свободными последние и были преобразованы в микрокристаллы, из которых и были созданы эти гранулы кремния.If the proportion of the ratio of alumina to silica was perfectly verified, there would be a theoretical basis for obtaining 100% of the final product only in the form of the same aluminosilicate, and vice versa - the same can be said about the crystalline silicon formed. Those. the appearance of "silicon" in the composition of the resulting "product" of processing is ensured by the fact that for the corresponding amount of aluminum ions in the reaction zone, the necessary "partners" - silicon atoms, have already been completely disassembled. The latter, remaining free, were transformed into microcrystals, from which these silicon granules were created.
Таким образом, в придонной области емкости 3 и обеспечивается по окончании выполнения процесса обработки накопление крупных гранул из указанных выше кристаллических алюмосиликатов и кремния.Thus, in the bottom region of the
Структурная формула вновь полученных алюмосиликатов при этом имеет вид 6SiO2·Al2O3 и не претерпевает каких-либо изменений при всех возможных вариациях режима проведения применяемого технологического процесса. Степень чистоты материала относительно содержащихся в составе примесей соответствует 99,88%. Показатели относительной диэлектрической проницаемости составляют ε=2,4 (аналог 2,5) при ее замере с частотой 50 Гц, а удельное объемное сопротивление - 1×1019 (аналог 1×1015). Количество формирующего из сырьевой массы материала достигает значений 31-35%. Размер гранул от 2,5 до 13 мм. Кроме алюмосиликатов, в процессе осуществления обработки формируются еще и гранулы кремния, причем последние в конечном получаемом продукте представлены в двух видах.The structural formula of the newly obtained aluminosilicates in this case has the form 6SiO 2 · Al 2 O 3 and does not undergo any changes with all possible variations in the mode of the applied technological process. The degree of purity of the material relative to the impurities contained in the composition corresponds to 99.88%. The relative permittivity is ε = 2.4 (analog 2.5) when measured with a frequency of 50 Hz, and the specific volume resistance is 1 × 10 19 (
Первый вид - более крупные гранулы с габаритными размерами 2,5-4,6 мм; чистота получаемого материала составляет в последних Si - 96,55%; получаемое количество их в зависимости от массы и состава исходного сырья находиться в пределах 5,9-6,3%.The first type is larger granules with overall dimensions of 2.5-4.6 mm; the purity of the material obtained is 96.55% in the last Si; their amount, depending on the mass and composition of the feedstock, is in the range of 5.9-6.3%.
Второй вид - более мелкие гранулы с габаритными размерами от 0,3 до 2 мм. Количество их в массе конечного продукта достигает 3,3-3,8%. Содержание кремния Si в них составляет 99,21%. Величина относительной диэлектрической проницаемости такого гранулированного продукта ε=11,7-11,9 как для первой, так и для второй группы гранул Si.The second type is smaller granules with overall dimensions from 0.3 to 2 mm. Their amount in the mass of the final product reaches 3.3-3.8%. The silicon content of Si in them is 99.21%. The relative permittivity of such a granular product is ε = 11.7-11.9 for both the first and second groups of Si granules.
Преимущественное формирование именно этих соединений в процессе выполнения мощного энергетического воздействия на обрабатываемую многокомпонентную сырьевую массу объясняется, прежде всего, тем, что только указанные выше структуры имеют минимально возможные значения своей внутренней энергии, в условиях складывающегося в зоне обработки энергетического равновесия, и всего возможного набора вариантов синтеза из присутствующих там всех соединений.The predominant formation of precisely these compounds in the process of performing a powerful energy effect on the processed multicomponent raw material mass is explained, first of all, by the fact that only the above structures have the lowest possible values of their internal energy, under the conditions of energy equilibrium in the processing zone, and the whole possible set of options synthesis of all compounds present there.
Сама предложенная обработка осуществляется при комнатной температуре (18-27°C) и с использованием диапазона давлений, незначительно отличающегося от атмосферного (выше последнего лишь на 0,1÷0,6 кгс/см2).The proposed treatment itself is carried out at room temperature (18-27 ° C) and using a pressure range slightly different from atmospheric (above the latter only 0.1 ÷ 0.6 kgf / cm 2 ).
Суммарный выход конечного продукта из сырьевой массы находится в пределах 47,6%, что позволяет считать, ввиду низкой стоимости используемых исходных материалов, само проведение предлагаемого способа для получения этих указанных выше конечных продуктов экономически вполне оправданным.The total yield of the final product from the raw material mass is in the range of 47.6%, which allows us to consider, due to the low cost of the starting materials used, the very implementation of the proposed method for obtaining these above-mentioned final products is economically justified.
Количество формирующихся по окончании процесса обработки шлакообразных продуктов обычно составляет 19-24%. В состав последних входят соединения магния, кальция, железа, серы.The amount of slag-like products formed at the end of the processing process is usually 19-24%. The composition of the latter includes compounds of magnesium, calcium, iron, sulfur.
Остальная часть продуктов переработки - до 100%, представлена образующимися в ходе ее проведения новыми газовыми объемами, которые выпускаются непосредственно в атмосферу (CO2, SO3, H2S, H2O, O2).The rest of the processed products - up to 100%, is represented by the formation of new gas volumes that are released directly into the atmosphere (CO 2 , SO 3 , H 2 S, H 2 O, O 2 ).
Сам этот процесс получения указанных выше конечных продуктов связан с использованием короткого временного интервала - в 12-17 минут, и обработка воздушной взвеси исходного сырья протекает при значениях напряженности переменного магнитного поля, равного 2,5×103÷1×106 А/м, при частоте его 40-70 Гц.This process of obtaining the above end products is associated with the use of a short time interval of 12-17 minutes, and the processing of air suspension of the feedstock proceeds at values of an alternating magnetic field of 2.5 × 10 3 ÷ 1 × 10 6 A / m , with a frequency of 40-70 Hz.
К самому же исходному сырью не предъявляются какие-либо специальные требования, касающиеся его состава и степени чистоты. Так, например, для проведения указанной выше обработки использовался песок-суглинок, взятый на близлежащем приусадебном участке. В состав такой сырьевой массы входили следующие соединения:To the very same feedstock, no special requirements are made regarding its composition and degree of purity. So, for example, to carry out the above treatment, sand-loam was taken from a nearby garden plot. The composition of such a raw material mass included the following compounds:
Песок SiO2 - 33%Sand SiO 2 - 33%
Глина Al2O3 - 22%Clay Al 2 O 3 - 22%
Магний сернокислый Mg2SO4 - 11%Magnesium sulfate Mg 2 SO 4 - 11%
Известняк CaCO3 - 16%Limestone CaCO 3 - 16%
Окись железа Fe2O3 - 4%Iron oxide Fe 2 O 3 - 4%
Железный колчедан FeS2 - 1,5%Iron pyrite FeS 2 - 1.5%
Другие примеси (гипс CaSO4 и т.д.) - остальное, до 100%.Other impurities (gypsum CaSO 4 , etc.) - the rest, up to 100%.
В указанных ниже примерах осуществления предлагаемого способа этот песок-суглинок и был использован в качестве исходной сырьевой массы.In the following examples of the implementation of the proposed method, this sand-loam was used as the initial raw material mass.
Далее выполнение предлагаемого способа иллюстрируется с помощью ряда приводимых ниже примеров.Further, the implementation of the proposed method is illustrated using a number of examples below.
Пример 1. Для приготовления исходной сырьевой смеси, применяемой для получения гранулированных алюмосиликатов и кремния, был использован песок-суглинок, данные которого были представлены выше.Example 1. To prepare the initial raw material mixture used to obtain granular aluminosilicates and silicon, sand-loam was used, the data of which were presented above.
Перед началом проведения процесса обработки осуществлялось измельчение входящих в состав песка-суглинка зерен, с получением после его завершения скопления частиц с габаритными размерами 1-8 мкм. Этот переход выполнялся на шаровой мельнице.Before the start of the processing process, the grains included in the composition of the sand-loam sand were crushed to obtain, after its completion, accumulations of particles with overall dimensions of 1-8 microns. This transition was carried out at a ball mill.
Затем полученная с помощью помола исходная сырьевая масса проходила подсушку в жарочном шкафе при 120°C в течение 50 минут. После всего этого она засыпалась в полость емкости вместимостью 5 литров. Сам объем помещаемых в ней пылевидных частиц составил 20% относительно имеющегося у нее собственного внутреннего.Then, the raw material obtained by grinding was dried in an oven at 120 ° C for 50 minutes. After all this, she fell asleep in the cavity of the tank with a capacity of 5 liters. The volume of dust particles placed in it amounted to 20% relative to its own internal.
По окончании перехода заполнения емкости 3, проводилось размешивание лежащего на ее дне пылевидного осадка с помощью вводимой туда механической мешалки.At the end of the transition to fill the
Перемешивание последней осуществлялось до наступления момента формирования в полости емкости 3 однородной непрозрачной устойчивой взвеси, равномерно заполняющей весь этот объем.The mixing of the latter was carried out before the moment of formation in the cavity of the
По завершении и этого этапа емкость 3 закрывалась крышкой 8 и производился ее монтаж в установочный паз "Б" генератора магнитного поля (см. фиг.1).At the end of this stage, the
После этого осуществлялось подсоединение перфорированного патрубка 6 к внешней подающей сжатый воздух магистрали.After that, the
Одновременно с подачей сжатого воздуха под избыточным давлением 0,1 кгс/см2 производилось подключение всех трех обмоток-катушек 2 генератора магнитного поля к их внешнему источнику электрического питания. Замеренная при помощи датчика Холла и измерительного моста напряженность возникшего в зоне обработки магнитного поля составила 1×106 А/м, а частота его соответствовала 70 Гц. По истечении 12 мин (0,2 часа) с момента включения генератора в работу заполняющая всю внутреннюю полость емкости 3 взвесь приобрела полную прозрачность, а на дне ее были сформированные гранулы с разными габаритам, отличающиеся по цветовым оттенкам.Simultaneously with the supply of compressed air under an overpressure of 0.1 kgf / cm 2 , all three windings-coils 2 of the magnetic field generator were connected to their external electric power source. The intensity of the magnetic field measured in the processing zone, measured with a Hall sensor and a measuring bridge, was 1 × 10 6 A / m, and its frequency corresponded to 70 Hz. After 12 minutes (0.2 hours) from the moment the generator was turned on, the suspension filling the entire internal cavity of the
Первую группу такого рода соединений составляли алюмосиликаты, имеющие структурную формулу 6SiO2·Al2O3, содержание примесей в общей массе не превышало 0,14% (степень частоты соответствовала 99,86%). Показатель относительной диэлектрической проницаемости для этого вновь полученного соединения ε имел предел, равный 2,42 (замер проводился при частоте 50 Гц) (ближайший аналог имел ε=2,5).The first group of such compounds was composed of aluminosilicates having the structural formula 6SiO 2 · Al 2 O 3 , the impurity content in the total mass did not exceed 0.14% (the degree of frequency corresponded to 99.86%). The relative dielectric constant for this newly obtained compound ε had a limit of 2.42 (the measurement was carried out at a frequency of 50 Hz) (the closest analogue had ε = 2.5).
Удельное объемное сопротивление такого соединения составляло 1×1019 (ближайшие аналоги имеют этот показатель в 1×1015).The specific volume resistance of such a compound was 1 × 10 19 (the closest analogues have this indicator of 1 × 10 15 ).
Размеры этих гранул находились в пределах 9-13 мм; и они имели белый непрозрачный матовый цветовой оттенок. Выход этого конечного продукта составил 32,8%.The sizes of these granules were in the range of 9-13 mm; and they had a white opaque matte color cast. The yield of this final product was 32.8%.
Другие полученные в ходе обработки с режимами, указанными в примере 1, гранулы имели темно-серый оттенок и состояли из кремния Si. Одна из групп, входящих в состав последних, содержала этот элемент в количестве 96,54%. Габариты содержащих такой продукт гранул находились в пределах 3,9-4,6 мм. Диэлектрическая проницаемость ε была равна 11,9. Выход этого соединения из исходной сырьевой массы составил 6,3%. Цветовой оттенок этих гранул соответствовал серому.Other granules obtained during processing with the conditions indicated in Example 1 had a dark gray hue and consisted of silicon Si. One of the groups that make up the latter contained this element in an amount of 96.54%. The dimensions of the granules containing such a product were in the range of 3.9-4.6 mm. The dielectric constant ε was equal to 11.9. The yield of this compound from the feed stock was 6.3%. The color shade of these granules corresponded to gray.
Вторая же группа гранул, также состоящая из кремния Si; имела темно-серый оттенок и была представлена зернами, габариты которых имели размеры от 0,3-0,7 мм.The second group of granules, also consisting of silicon Si; had a dark gray shade and was represented by grains, the dimensions of which were from 0.3-0.7 mm.
Степень чистоты содержащегося в них продукта относительно всей его массы соответствовала значению 99,19%.The purity of the product contained in them relative to its entire mass corresponded to a value of 99.19%.
Выход этого продукта относительно использованной массы сырьевого материала достиг значения 3,5%. Величина диэлектрической проницаемости такого рода гранул ε соответствует значению 11,7.The yield of this product relative to the used mass of raw material reached a value of 3.5%. The dielectric constant of this kind of granules ε corresponds to a value of 11.7.
Кроме указанных выше конечных продуктов, на дне емкости были сформированы кусковые крупногабаритные губчатые отходы, количество которых относительно использованного сырьевого материала составило 19%. Габаритные размеры такого рода кусков соответствовали 25-40 мм; в состав этого "шлака" входили соединения Mg; Ca; Fe; S.In addition to the above end products, bulk lumpy spongy waste was generated at the bottom of the tank, the amount of which was 19% relative to the raw material used. The overall dimensions of such pieces corresponded to 25–40 mm; this “slag” included Mg compounds; Ca; Fe; S.
Оставшаяся масса материала, до 100% была представлена вновь сформированными газовыми продуктами (O2, CO, SO3, H2S, H2O), которые вышли из объема емкости 3 непосредственно в окружающую атмосферу.The remaining material mass, up to 100%, was represented by newly formed gas products (O 2 , CO, SO 3 , H 2 S, H 2 O), which left the volume of
Пример 2. По той же схеме, что указана в примере 1, производилась обработка исходного сырья - песка-суглинка.Example 2. According to the same scheme as shown in example 1, the processing of the feedstock - sand-loam.
Как и в указанном ранее случае, составляющие его зерна измельчались при помощи шаровой мельницы до получения частиц с габаритами 1 мкм - 8 мкм. Полученная сырьевая масса подсушивалась в жарочном шкафу при 150°C в течение 30 минут. После этого она, точно также, как и в примере 1, помещалась в полость емкости 3, при этом ее объем составлял 40% от объема последней. После завершения всех необходимых для выполнения обработки переходов (см. данные, указанные в примере 1) осуществлялась операция по получению из этой указанной выше сырьевой массы необходимого конечного продукта.As in the case indicated above, its constituent grains were crushed using a ball mill to obtain particles with dimensions of 1 μm - 8 μm. The resulting raw material was dried in an oven at 150 ° C for 30 minutes. After that, it, just as in example 1, was placed in the cavity of the
Обработка выполнялась с подачей в придонную часть емкости 3 сжатого воздуха под избыточным давлением 0,3 кгс/см2. Напряженность магнитного поля в зоне обработки составляла 2,5×103 при частоте его 40 Гц. Время выполнения обработки соответствовало 17 минутам (0,283 часа). По окончании этого процесса были получены следующие виды конечных продуктов:The processing was carried out with the supply to the bottom of the
В первой группе гранулы из алюмосиликатов с такой же структурной формулой, что и в примере 1.In the first group, granules of aluminosilicates with the same structural formula as in example 1.
Сами гранулы, содержащие этот продукт, имели матовый белый цвет и габариты их соответствовали 5-8 мм; степень чистоты входящего в состав последних материала соответствовала значению 99,87%.The granules themselves containing this product had a matte white color and their dimensions corresponded to 5-8 mm; the degree of purity of the material included in the latter corresponded to a value of 99.87%.
Показатель относительной диэлектрической проницаемости, при выполнении замера с частотой 50 Гц, ε был равен 2,41.The relative dielectric constant, when measuring at a frequency of 50 Hz, ε was 2.41.
Удельное объемное сопротивление соответствовало 1,01×1019.The specific volume resistance corresponded to 1.01 × 10 19 .
Количество формируемого из исходной сырьевой массы такого конечного продукта составила 31%. Кроме этого, в состав массы полученного конечного продукта вошли и гранулы из кремния, имеющие серый и темно-серый цветовые оттенки. Одна из групп состояла из темно-серых гранул, имеющих габаритные размеры 0,5-1,0 мм. Степень чистоты содержащегося в ней кремния имела значение 99,19%. Показатель диэлектрической проницаемости ε - 11,88. Выход этой группы гранул относительно всей использованный в ходе обработки массы достигал 2,9%. Вторая группа гранул, серого цвета, также содержащая в своем составе кремний, имела габаритные размеры 3,5-4,0 мм. Степень чистоты содержащегося в них материала составляла 96,54%. Выход этого продукта из исходной сырьевой массы составил 6,2%. Показатель диэлектрической проницаемости для этой группы гранул соответствовал значению 11,94.The amount of such final product formed from the initial raw material mass was 31%. In addition, silicon granules having gray and dark gray color shades were included in the mass of the obtained final product. One of the groups consisted of dark gray granules having overall dimensions of 0.5-1.0 mm. The degree of purity of the silicon contained in it was 99.19%. The dielectric constant ε is 11.88. The yield of this group of granules relative to the total used during processing of the mass reached 2.9%. The second group of granules, gray, also containing silicon, had overall dimensions of 3.5-4.0 mm. The degree of purity of the material contained in them was 96.54%. The yield of this product from the original raw material mass was 6.2%. The dielectric constant for this group of granules corresponded to a value of 11.94.
Кроме таких, полученных обработкой конечных продуктов, на дне емкости высадились кусковые крупногабаритные "шлаковые" отходы, в состав которых входили соединения Ca; Mg; Fe; S. Габаритные размеры кусков составили от 20 до 35 мм, количество их достигало 21%.In addition to those obtained by processing the final products, lumpy bulky “slag” wastes landed at the bottom of the tank, which included Ca compounds; Mg; Fe; S. Overall dimensions of the pieces ranged from 20 to 35 mm, their number reached 21%.
Оставшаяся от обработки масса материала; остальное до 100%, была представлена вновь сформированными газовыми продуктам, которые были отправлены из полости емкости 3 непосредственно в атмосферу.The mass of material remaining from processing; the rest, up to 100%, was represented by newly formed gas products that were sent directly from the cavity of the
Пример 3. В соответствии со схемами осуществления обработки, приводимыми в примерах 1, 2, осуществлялась переработка исходной сырьевой смеси, полученной из песка такого же точно, как и в указанных выше примерах, состава.Example 3. In accordance with the processing schemes described in examples 1, 2, the processing of the initial raw material mixture obtained from sand of the same exact composition as in the above examples was carried out.
Как и в разобранных ранее примерах зерна песка-суглинка измельчались с помощью шаровой мельницы до получения частиц с габаритными размерами 1 мкм - 8 мкм.As in the examples disassembled previously, grains of sand-loam were crushed using a ball mill to obtain particles with overall dimensions of 1 μm - 8 μm.
Сформированная таким образом масса сырья подсушивалась в жарочном шкафу при 135°C в течение 45 минут. Затем, как и в указанных выше примерах 1 и 2, из нее в полости емкости 3 готовилась воздушная взвесь. Объем частиц, использованных для ее формирования, составлял 30% от объема емкости.The mass of raw materials thus formed was dried in an oven at 135 ° C for 45 minutes. Then, as in the above examples 1 and 2, an air suspension was prepared from it in the cavity of the
После установки в генератор емкости 3, содержащей эту взвесь, в придонную ее часть производилась подача сжатого воздуха под избыточным давлением 0,6 кгс/см2. Напряженность магнитного поля при осуществлении процесса переработки составляла значение, соответствующее 9,96×104 А/м, частота магнитного поля составляла 50 Гц.After installation of a
Продолжительность процесса обработки составляла 14 минут (0,233 часа).The processing time was 14 minutes (0.233 hours).
После завершения операции переработки исходного сырья в конечные продукты из него были получены следующие компоненты:After completion of the operation of processing the feedstock into final products, the following components were obtained from it:
Первую группу из числа последних составили гранулы из алюмосиликатов 6SiO2·Al2O3;The first group of the latter consisted of granules of aluminosilicates 6SiO 2 · Al 2 O 3 ;
Сами эти гранулы имели габариты от 9 до 13 мм; цвет гранул можно классифицировать как матово-белый.These granules themselves had dimensions from 9 to 13 mm; the color of the granules can be classified as dull white.
Степень чистоты входящего в их состав материала достигал значения 99,88%. Показатель относительной диэлектрической проницаемости ε таких полученных обработкой алюмосиликатов был равен 2,4 (замеры проводились при частоте 50 Гц).The degree of purity of the material included in their composition reached a value of 99.88%. The relative permittivity ε of such aluminosilicates obtained by processing was 2.4 (measurements were taken at a frequency of 50 Hz).
Удельное объемное сопротивление этого образовавшегося указанным выше способом материала было равным 1×1019.The specific volume resistance of this material formed by the above method was 1 × 10 19 .
Количество этого конечного продукта составило 35%. Кроме того, на дне емкости 3 по завершении этого этапа в полученной там массе выявились еще и два вида гранул из кремния Si. Последние имели серый и темно-серый цветовые оттенки.The amount of this final product was 35%. In addition, at the bottom of
Один из них представлял собой гранулы темно-серого цвета с габаритными размерами 1,5-2,0 мм.One of them was dark gray granules with overall dimensions of 1.5-2.0 mm.
Степень чистоты содержащего в них кремния определялось как 99,21%.The purity of the silicon containing them was determined as 99.21%.
Показатель их диэлектрической проницаемости ε составил 11,71.Their dielectric constant ε was 11.71.
Количество этих полученных гранул, определенное относительно использованной сырьевой массы, составило 3,8%;The amount of these obtained granules, determined relative to the raw material used, was 3.8%;
Вторая, образованная в ходе обработки группа гранул, - серого цвета, также состоящая из кристаллического кремния, имела габаритные размеры составляющих ее гранул 4,1-4,6 мм.The second group of granules formed during processing is gray, also consisting of crystalline silicon, and the overall dimensions of its constituent granules are 4.1–4.6 mm.
Степень чистоты содержащегося в них основного материала (Si) составляла 96,55%.The degree of purity of the main material (Si) contained in them was 96.55%.
Количество такого вида гранул, определенное относительно всей примененной в ходе обработки сырьевой исходной массы, составило 6,3%.The amount of this type of granules, determined relative to the total raw material used during processing of the feed, was 6.3%.
Показатель диэлектрической проницаемости ε в этом продукте составил 11,9.The dielectric constant ε in this product was 11.9.
Кроме указанных выше гранул полученного конечного продукта, на дне емкости 3 присутствовали и кусковые крупногабаритные отходы «губчатой» структуры.In addition to the granules of the final product obtained above, at the bottom of the
Последние включали в свой состав соединения Ca; Mg; Fe; S. Их габаритные размеры составляли от 35 до 45 мм;The latter included compounds Ca; Mg; Fe; S. Their overall dimensions ranged from 35 to 45 mm;
Количество полученных по завершении процесса обработки такого рода отходов в этом примере соответствовало 23%.The amount obtained at the end of the processing of this kind of waste in this example corresponded to 23%.
Оставшаяся после ее выполнения масса материала, остальное до 100%; состояла из вновь сформированных микрообъемов газовых продуктов, которые покинули полость емкости 3 и вышли оттуда в атмосферу.The mass of material remaining after its execution, the rest is up to 100%; consisted of newly formed microvolumes of gas products that left the cavity of
Таким образом, представленные выше примеры выполнения предлагаемого способа подтвердили возможность осуществления процесса получения конечных продуктов, необходимых для удовлетворения нужд промышленного производства и используемых в различных целях.Thus, the above examples of the proposed method have confirmed the feasibility of the process of obtaining the final products necessary to meet the needs of industrial production and used for various purposes.
При этом применялось широко распространенное и имеющее низкую стоимость сырье - песок-суглинок. Такое предназначенное для синтеза исходное сырье не требовало выполнения никаких дополнительных операций его доработки - очистки или обогащения. Выбор значений, применяемых в ходе обработки параметров используемого в ходе ее осуществления магнитного поля, а также и других технологических ее характеристик, проведен исходя из следующих соображений.In this case, a widespread and low-cost raw material was used - sand-loam. Such a raw material intended for synthesis did not require any additional operations of its refinement — purification or enrichment. The choice of values used during processing the parameters used in the course of its implementation of the magnetic field, as well as its other technological characteristics, is based on the following considerations.
Размеры частиц сырья, габариты которых находятся в пределе 1 мкм - 8 мкм, и указанные выше пределы заполнения ими внутренней полости емкости 3 в 20-40% от ее объема назначены исходя из необходимости формирования с их применением устойчивой пылевидной воздушной взвеси.The particle sizes of the raw materials, the dimensions of which are in the range of 1 μm to 8 μm, and the above-mentioned limits for filling the internal cavity of the
Последняя не должна расслаиваться на отдельные составляющие за необходимый для полного завершения процесса временной промежуток.The latter should not be stratified into separate components for the time period necessary for the complete completion of the process.
Указанные же пределы напряженности магнитного поля заданы в силу наличия следующих соображений.The indicated limits of the magnetic field are given due to the following considerations.
При применении напряженности магнитного поля значений меньших, чем 2,5×103 A/м, не удается обеспечить условия для проведения синтеза указанных выше конечных продуктов из частиц используемого исходного сырья. Необходимые структурные преобразования в последних попросту не успевают произойти в пределах указанного выше временного интервала осуществления указанного процесса.When applying magnetic field strengths of values less than 2.5 × 10 3 A / m, it is not possible to provide conditions for the synthesis of the above end products from particles of the used feedstock. The necessary structural transformations in the latter simply do not have time to occur within the time interval specified above for the implementation of this process.
Использование же величин напряженности магнитного поля больших, чем 1×106 А/м, не обеспечивает достижения каких-либо дополнительных преимуществ в ходе проведения такого рода метода переработки исходного сырьевого материала, но в тоже время при этом значительно увеличиваются необходимые для ее осуществления затраты технологической энергии.The use of magnetic field strengths greater than 1 × 10 6 A / m does not provide any additional benefits during the processing of this kind of raw material processing method, but at the same time, the technological costs necessary for its implementation significantly increase energy.
Границы диапазона частот генерируемого магнитного поля, используемого в ходе выполнения предлагаемого способа, назначены исходя из следующего.The boundaries of the frequency range of the generated magnetic field used during the implementation of the proposed method are assigned based on the following.
При значении его частоты, меньшей, чем 40 Гц, не обеспечивается формирование кристаллов алюмосиликатов и кремния в используемых в качестве сырья частицах взвеси.When its frequency value is less than 40 Hz, the formation of crystals of aluminosilicates and silicon is not ensured in suspended particles used as raw materials.
Получаемый в процессе создания переменного магнитного поля результирующий вектор суммарного магнитного потока воздействует на них с недостаточно высокой степенью интенсивности. Т.е. он в окружающем его облаке последних перемещается слишком «вяло».The resulting vector of the total magnetic flux obtained in the process of creating an alternating magnetic field acts on them with an insufficiently high degree of intensity. Those. in the cloud of the latter surrounding him, he moves too "languidly."
Наоборот, при значении величины частоты более высокой, чем предел в 70 Гц, указанный выше вектор движется настолько стремительно, что попадающие на траекторию его пространственного переноса частицы не успевают вступить с ним во взаимодействие. Опять таки и в этом случае не гарантируется создание оптимальных условий для получения соединений из необходимых конечных продуктов.On the contrary, when the frequency value is higher than the limit of 70 Hz, the above vector moves so rapidly that the particles falling on the path of its spatial transfer do not have time to interact with it. Again, in this case, the creation of optimal conditions for obtaining compounds from the necessary final products is not guaranteed.
Назначение применяемых при обработке интервалов времени 12-17 минут произведено исходя из следующих соображений.The designation of the time intervals of 12-17 minutes used in processing is made on the basis of the following considerations.
При значениях его меньших, чем 12 минут (0,2 часа), не успевают закончиться необходимые для формирования этих конечных продуктов структурные преобразования, протекающие в частицах, составляющих сырьевую массу.When its values are less than 12 minutes (0.2 hours), the structural transformations necessary for the formation of these final products do not have time to finish, taking place in the particles that make up the raw material mass.
При применении значений этого временного интервала, больших, чем 17 минут (0,283 часа), не обеспечивается получение какого-либо дополнительного положительного эффекта. В то же время использование больших временных отрезков приводит к неизбежному увеличению суммарных затрат, связанных с выполнением такого рода процесса переработки исходного сырья в указанные выше конечные продукты.When applying values of this time interval greater than 17 minutes (0.283 hours), no additional positive effect is obtained. At the same time, the use of large time periods leads to an inevitable increase in the total costs associated with the implementation of this kind of process of processing the feedstock into the above end products.
Исходя из таких же точно соображений выполнено назначение величины избыточного давления в подаваемых в придонный слой объемах сжатого воздуха.Based on the same exact considerations, the assignment of the excess pressure value in the volumes of compressed air supplied to the bottom layer was performed.
При величинах избыточного давления, меньших, чем 0,1 кгс/см2, падает производительность процесса получения алюмосиликатов и кремния.When the excess pressure values are less than 0.1 kgf / cm 2 , the productivity of the process for producing aluminosilicates and silicon decreases.
При значениях этого параметра, больших, чем 0,6 кгс/см2, не удается обеспечить дополнительную интенсификацию процесса выработки этих конечных продуктов. В тоже время, при использовании значений избыточного давления сжатого воздуха, больших, чем эта указанная выше величина, возрастают затраты необходимой для получения и подачи применяемых в ходе обработки объемов сжатого воздуха электрической энергии.When the values of this parameter are greater than 0.6 kgf / cm 2 , it is not possible to provide additional intensification of the production of these final products. At the same time, when using values of excess pressure of compressed air greater than this value indicated above, the costs necessary to receive and supply the volumes of compressed air used during processing of electric energy increase.
Следует еще обратить внимание и на то, что получаемые после завершения процесса обработки указанные конечные продукты, а также и сформировавшиеся в придонном слое шлакообразные отходы имеют резко отличающиеся друг от друга габариты. Наличие этого обстоятельства позволяет разделять группы образовавшихся на конечном ее этапе структурных соединений между собой, без привлечения для выполнения этой операции существенных затрат необходимых финансовых ресурсов.You should also pay attention to the fact that these final products obtained after the completion of the processing process, as well as slag-like wastes formed in the bottom layer, have very different dimensions from each other. The presence of this circumstance makes it possible to divide the groups of structural compounds formed at its final stage among themselves, without attracting significant financial resources to carry out this operation.
Проводить ее можно с использованием ряда последовательно установленных калибровочных сит, на каждом из которых будут накапливаться гранулы определенного конечного продукта, извлеченные из их общей массы, имеющие заданные ячейками сетки соответствующие размеры.It can be carried out using a series of sequentially installed calibration sieves, on each of which granules of a certain final product will be accumulated, extracted from their total mass, having appropriate sizes given by the mesh cells.
Далее в представленных ниже материалах описания изобретения рассматриваются принципы работы применяемого при осуществлении предлагаемого способа устройства.Further, in the following description materials of the invention, the principles of operation of the device used in the implementation of the proposed method are considered.
На представленном чертеже изображено:The drawing shows:
Общий вид предлагаемого устройства - фиг.1.General view of the proposed device - figure 1.
На фиг.1 в свою очередь, обозначены:In Fig.1, in turn, are indicated:
Позицией 1 - рабочие элементы, изготовленные из магнитопроводящего материала, например из трансформаторного железа, с помощью которых формируется магнитный контур в применяемом генераторе.Position 1 - working elements made of a magnetically conductive material, for example, transformer iron, with the help of which a magnetic circuit is formed in the used generator.
Позицией 2 - обмотки-катушки, установленные непосредственно в теле рабочих элементов 1 и предназначенные для генерации магнитного потока.Position 2 - winding coils installed directly in the body of the working
Позицией 3 - емкость для размещения в ее полости воздушной взвеси из частиц 4 обрабатываемого сырья.Position 3 - capacity for placement in its cavity of an air suspension of
Позицией 4 - частицы, полученные из зерен песка-суглинка, равномерно распределенные в окружающей их атмосферном столбе, заполняющем внутреннюю полость емкости 3.Position 4 - particles obtained from grains of sand-loam, evenly distributed in the surrounding atmospheric column, filling the internal cavity of the
Позицией 5 - гранулы из алюмосиликатов и кремния, полученные в придонном слое применяемой емкости 3.Position 5 - granules of aluminosilicates and silicon, obtained in the bottom layer of the used
Позицией 6 - перфорированный патрубок, осуществляющий подачу сжатого воздуха под избыточным давлением в толщу образовавшегося на дне емкости 3 твердого осадка.Position 6 - perforated pipe supplying compressed air under excessive pressure into the thickness of the solid sediment formed at the bottom of the
Позицией 7 - сквозные отверстия перфорации в стенках патрубка 6, через которые и осуществляется выход воздушных струй.Position 7 - through holes of perforation in the walls of the
Позицией 8 - крышка, лежащая на стенках емкости 3 у ее верхней открытой части, с помощью которой изолируется внутренний объем последней от прямого его соединения с окружающей емкость средой.
Буквой «Б» - сквозной паз, предназначенный для проведения установки емкости 3 в генератор магнитного поля.The letter "B" is a through groove intended for installation of
Буквами «а» - полученные в ходе монтажа корпуса емкости 3 в установочный паз «Б» воздушные зазоры.Letters “a” - air gaps obtained during installation of the
Буквой «Д» - формируемая перемещением результирующего вектора магнитного потока пространственная фигура, размещенная во внутренней полости емкости 3.The letter "D" is the spatial figure formed by the displacement of the resulting magnetic flux vector, located in the internal cavity of the
Буквой «Р» - направление подачи и величина избыточного давления в объемах подаваемого к донному осадку сжатого воздуха.The letter "P" is the flow direction and the amount of excess pressure in the volumes of compressed air supplied to the bottom sediment.
Буквой «С» - пространственный объем, размещенный в полости емкости 3, заполненный обрабатываемой воздушной взвесью из частиц песка 4.The letter "C" is the spatial volume located in the cavity of the
Работа предлагаемого устройства, изображенного на фиг.1, протекает следующим образом.The operation of the proposed device depicted in figure 1, proceeds as follows.
Перед включением магнитного генератора внутренняя полость емкости 3 заполняется обрабатываемой взвесью.Before turning on the magnetic generator, the internal cavity of the
Указанный выше сырьевой материал содержит частицы 4, полученные «ультратонким помолом» зерен песка-суглинка. Такого рода частицы непосредственно перед осуществлением обработки равномерно распределяются в полости емкости 3 в окружающем их со всех сторон столбе атмосферного воздуха. Эта операция выполняется с помощью перемешивания осевшей на дне емкости 3 пылевидной массы лопастной механической мешалкой (на чертеже не показана).The above raw material contains
По ее завершении внутренний объем емкости 3 заполняется равномерно распределенной непрозрачной устойчивой взвесью.Upon completion, the internal volume of the
Затем емкость 3 с заполняющими ее полость частицами 4 закрывается изолирующей ее объем от связи с окружающей средой крышкой 8.Then the
Указанная выше крышка укладывается на ее стенки, расположенные в верхней части емкости, у ее открытого конца.The aforementioned lid is laid on its walls located in the upper part of the container, at its open end.
По завершении всех этих выше указанных этапов емкость 3 и устанавливается в сквозной паз «Б» контура магнитного генератора (см. фиг.1).Upon completion of all of the above steps, the
После окончания операции ее монтажа полость размещенного в ее придонной части патрубка 6 соединяется с полостью подающей сжатый воздух внешней магистрали (на чертеже не показана). Такое соединение может быть выполнено, например, с помощью гибкого рукава и быстроразъемного узла крепления (на чертеже не показаны).After the operation of its installation, the cavity of the
Этим самым обеспечивается возможность осуществления подачи под избыточным давлением в объем емкости 3 струй сжатого воздуха, проходящего туда через отверстия перфорации 7, выполненные в стенках патрубка 6 (см. фиг.1).This ensures the possibility of supplying under excessive pressure into the volume of the
Одновременно с этим производится и подключение всех трех обмоток-катушек 2 к соответствующим фазам внешнего источника подачи переменного электрического тока.At the same time, all three windings-coils 2 are connected to the corresponding phases of an external source of alternating electric current supply.
При поступлении последнего на указанные выше обмотки-катушки 2, выполняющие функции соленоидов, в каждой из них начинает создаваться переменное магнитное поле.When the latter arrives at the above-mentioned windings-coils 2, performing the functions of solenoids, an alternating magnetic field begins to be created in each of them.
Так как все эти обмотки-катушки 2 соединены между собой образующими единый контур магнитопроводящими элементами 1, то из-за этого в нем формируется за счет слияния таких индивидуальных полей уже одно, единое суммарное.Since all these windings-
Учитывая то, что электрический ток для питания обмоток-катушек 2 подается переменный, то и получаемое в самом генераторе магнитное поле будет таким же.Given that the electric current for supplying the windings-coils 2 is supplied alternating, then the magnetic field obtained in the generator itself will be the same.
Благодаря имеющимся угловым сдвигам в применяемых в качестве подающих волновые синусоидальные импульсы фазах этого внешнего источника питания, образующееся при помощи последних суммарное поле еще и как бы «вращается» в области осуществления своего воздействия.Due to the available angular shifts in the phases of this external power source used as wave sinusoidal pulses, the total field formed with the help of the latter also “rotates” in the field of its effect.
Это «вращение» и обеспечивается с помощью непрерывно поступающего на каждую из трех обмоток-катушек 2 питания, подводимого от отдельных фаз внешней, обслуживающей их сети промышленного трехфазного тока (на чертеже не показана).This "rotation" is ensured by means of a supply continuously supplied to each of the three windings-coils 2, supplied from separate phases of the external three-phase current industrial network serving them (not shown).
В силу того, что замкнутый прямоугольный контур генератора разорван выполненным в нем сквозным пазом «Б», то формируемый в его рабочих элементах 1 суммарный магнитный поток, появившийся в результате подключения последнего к источнику питания, стремится замкнуть обе половины этого контура в единое целое.Due to the fact that the closed rectangular circuit of the generator is broken by the through groove “B” made in it, the total magnetic flux formed in its working
Для этого созданный в таком контуре суммарный магнитный поток должен «перепрыгнуть» через область пространства, занимаемую сквозным пазом «Б».To do this, the total magnetic flux created in such a circuit should “jump” over the region of space occupied by the through groove “B”.
На пути, пролегающем через зону выполнения такого «прыжка», поток неизбежно пересекается с внутренней полостью, размещенной в этой части устройства емкости 3.On the path that runs through the zone of such a “jump”, the flow inevitably intersects with the internal cavity located in this part of the device of the
Последняя в этом случае выполняет роль «опорной ступеньки», помогающей преодолеть разделяющее обе половины контура пустое пространство проходящему через этот его участок указанному выше потоку.In this case, the latter serves as the “supporting step”, which helps to overcome the empty space that separates both halves of the contour, and the above flow passing through this part of it.
Т.е. емкость 3 с размещенной внутри ее взвесью частиц 4 выполняет роль замыкающего соединительного звена для генерирующей переменное магнитное поле и созданной с этой целью системы.Those. a
В итоге всего этого непосредственно в лежащей на пути такого потока области, занимаемой объемом обрабатываемой взвеси, формируется магнитное поле с максимально достижимыми для этих условий параметрами его напряженности.As a result of all this, a magnetic field is formed directly in the region lying on the path of such a flow, occupied by the volume of the processed suspension, with its maximum achievable parameters for these conditions.
Соответственно, воздействие на частицы 4 обрабатываемого сырьевого материала со стороны последнего будет осуществляться тоже с максимально возможной интенсивностью, что и обеспечивает оптимальные условия для выполнения их преобразования в сами эти необходимые конечные продукты.Accordingly, the impact on the
Создаваемая на участке этого перехода магнитного потока зона, обозначенная буквой «Д» (см. фиг.1), сформирована за счет соединения с помощью кривых линий точек конечного нахождения результирующего вектора магнитного потока в моменты осуществления его угловых колебательных перемещений во всех трех пространственных координатах. Полученная слиянием такого рода отдельных кривых зона «Д» представляет собой, в конечном итоге, пространственный эллипсоид, внутри которого, соответственно, и осуществляется такого рода передвижения этого вектора.The zone created at the site of this magnetic flux transition indicated by the letter “D” (see FIG. 1) is formed by connecting, using curved lines, the points of the final location of the resulting magnetic flux vector at the moments of its angular vibrational displacements in all three spatial coordinates. The “D” zone obtained by merging this kind of separate curves is, ultimately, a spatial ellipsoid, inside which, accordingly, this kind of movement of this vector is carried out.
Этот эллипсоид «Д» целиком размещается в объеме внутренней полости емкости 3, и все находящиеся там сырьевые частицы 4, а также и заполняющие ее слои газа, неизбежно оказываются расположенными в зоне влияния последнего.This ellipsoid "D" is entirely located in the volume of the internal cavity of the
Воздействие формируемого таким образом результирующего вектора на обрабатываемые с его помощью компоненты протекает с периодически осуществляемой сменой его направления, а также и его величины (частота 40-70 Гц).The effect of the resulting vector formed in this way on the components processed with its help proceeds with periodically changing its direction, as well as its magnitude (frequency 40-70 Hz).
Сплющенность получаемого в зоне обработки эллипсоида в передней и задней его частях определяется резким возрастанием суммарного магнитного сопротивления в местах возникновения монтажных промежутков «а» (см. фиг.1).The flatness of the ellipsoid obtained in the processing zone in the front and rear parts is determined by a sharp increase in the total magnetic resistance in the places where the mounting gaps “a” occur (see Fig. 1).
Таким образом, содержащие окись алюминия и окись кремния частицы 4 в момент осуществления обработки проходят через целую серию воздействующих на них «ударов» и «толчков». При этом нанесение их производится со всех сторон и на всех возможных направлениях.Thus,
Под влиянием всего этого электроны атомов, входящих в состав подвергнутых такого рода обработки соединений, переходят с нижележащих орбит на более удаленные от их ядра. Ранее созданные ковалентные связи в молекулах разрываются, и они разделяются на отдельные фрагменты, проявляющие за счет продолжающегося энергетического воздействия высокую химическую активность.Under the influence of all this, the electrons of the atoms that make up the compounds subjected to this kind of processing pass from the underlying orbits to more distant from their nucleus. Previously created covalent bonds in the molecules are broken, and they are divided into individual fragments, which exhibit high chemical activity due to the ongoing energy exposure.
Образующиеся в ходе протекания такого рода процессов ионы углерода, кислорода соединяются с формирующимися вблизи них этими фрагментами, создавая при этом ранее отсутствующие в этой области структуры из алюмосиликатов и кристаллического кремния.The carbon and oxygen ions formed during this type of process combine with these fragments forming near them, creating structures that were previously absent in this region from aluminosilicates and crystalline silicon.
Так как полученные из взвеси частиц 4 и вновь образованные компоненты обладают более высокой плотностью, то под действием сил гравитации они оседают на дно емкости 3. Попавшие в ее придонную область мелкие «зародыши» указанных выше соединений обрастают «шубой» из захватываемых попутно из окружающих их слоев взвеси и составляющих последнюю частиц.Since 4 and newly formed components obtained from a suspension of particles have a higher density, under the influence of gravitational forces they settle to the bottom of the
При этом формируется сама эта толща высаживаемого в самой нижней части полости емкости 3 твердого осадка.In this case, this thickness itself is formed which is deposited in the lower part of the cavity of the
Через слои последнего и проходят струи сжатого воздуха, подаваемого сквозь отверстия 7 патрубка 6.Through the layers of the latter and pass the stream of compressed air supplied through the
Так как их подача осуществляется под небольшим избыточным давлением, то находящиеся в зоне их воздействия составляющие этот донный осадок компоненты начинают совершать колебательные перемещения, то подымаясь вверх, то снова опускаясь вниз. Т.е. на дне емкости 3 при этом образуется так называемый «кипящий слой».Since their supply is carried out under a slight overpressure, the components that constitute this bottom sediment located in the zone of their influence begin to oscillate, then rise up and down again. Those. at the bottom of the
Так как все указанные выше химические процессы в составляющих его соединениях продолжают протекать все в том же порядке, то «омывающие» их со всех сторон и получаемые из молекул газа ионы «углерода» и «кислорода» оказывают интенсивное воздействие на все участвующие в таком синтезе элементы.Since all the above chemical processes in its constituent compounds continue to proceed in the same order, the “carbon” and “oxygen” ions “washing” them from all sides and obtained from gas molecules have an intense effect on all elements involved in such synthesis .
Разрастанию ранее полученных «зародышей» из алюмосиликатов и кристаллического кремния будет способствовать и участие в этом процессе окружающих их со всех сторон и также опускающихся из верхних слоев частиц сырьевой взвеси, превращающихся в ионы алюминия и кремния в соответствии с разобранной ранее схемой.The growth of the previously obtained “nuclei” from aluminosilicates and crystalline silicon will also be facilitated by the participation of raw materials suspended from the upper layers of particles of aluminum suspended from the upper layers of particles of aluminum and silicon, which turn into aluminum and silicon ions in accordance with the previously discussed scheme.
Таким образом, накопленные ранее в толще донного осадка «мелкие зародыши», состоящие из алюмосиликатов и кристаллического кремния, разрастаются в более крупные, хорошо заметные невооруженным взглядом гранулы конечного продукта 5.Thus, the “small nuclei” that were previously accumulated in the thickness of the bottom sediment, consisting of aluminosilicates and crystalline silicon, grow into larger granules of the final product that are clearly visible to the
В конечном итоге, на последних стадиях осуществления процесса, в этой области указанного вида гранул накапливается целых четыре «сорта».Ultimately, in the last stages of the process, as many as four “varieties” accumulate in this area of the indicated type of granules.
Первый из них - это гранулы, содержащие алюмосиликаты. Этот сорт можно считать наиболее многочисленным (до 35%).The first of these is granules containing aluminosilicates. This variety can be considered the most numerous (up to 35%).
Второй вид - более крупные гранулы кристаллического кремния, количество примесей в котором достигает 3,5%.The second type is larger granules of crystalline silicon, the amount of impurities in which reaches 3.5%.
Третий вид - более мелкие гранулы этого же материала, но с более низким содержанием возможных примесей других элементов - 0,8%.The third type is smaller granules of the same material, but with a lower content of possible impurities of other elements - 0.8%.
Последний вид, получающийся в форме губчатых кусков крупногабаритного шлака размерами от 25 до 40 мм, состоит из содержащихся в исходном сырье примесей (Са; Mg; Fe; S).The latter type, obtained in the form of spongy pieces of bulky slag from 25 to 40 mm in size, consists of impurities (Ca; Mg; Fe; S) contained in the feedstock.
Принцип формирования кусковых отходов не отличается ничем от принципа, используемого при получения необходимых конечных продуктов (алюмосиликатов, кремния).The principle of the formation of lumpy waste is no different from the principle used to obtain the necessary final products (aluminosilicates, silicon).
Образующиеся же в ходе осуществления реакций синтеза всех этих соединений новые газовые микрообъемы (O2, CO2, SO3, H2S, H2O) выводятся из внутренней полости емкости 3 наружу.New gas microvolumes (O 2 , CO 2 , SO 3 , H 2 S, H 2 O) formed during the synthesis reactions of all these compounds are removed from the inner cavity of the
Оттуда же осуществляется и удаление избыточных объемов подаваемого туда же сжатого воздуха. Роль отводящих калибровочных каналов и в том, и в другом случае выполняют формирующиеся в момент установки крышки 8 на стенки емкости 3 щелевидные зазоры, размер которых составляет - 0,0003-0,0007 мм;From there, the removal of excess volumes of compressed air supplied there is also carried out. The role of the outlet calibration channels in that and in the other case is played by slot-like gaps formed at the time of installation of the
Для получения их в указанном выше диапазоне величин поверхности этой сопрягающейся пары проходят через операцию взаимной притирки (на чертеже не показаны).To obtain them in the above range of values of the surface of this mating pair pass through the operation of mutual grinding (not shown).
Т.е. величина последних достаточно велика, чтобы провести выпуск соответствующих газовых объемов, но в тоже время она не позволяет проходить наружу мелким частицам загруженного в емкость 3 сырьевого материала (габариты последних превышают габариты такого рода каналов - находятся в пределах 0,001-0,008 мм)Those. the size of the latter is large enough to carry out the release of the corresponding gas volumes, but at the same time it does not allow small particles of raw material loaded into the
Эту же самую функцию может, в случае необходимости, осуществлять и фильтр, имеющий волокнистую набивку (на чертеже не показан).This same function can, if necessary, be performed by a filter having a fibrous packing (not shown in the drawing).
В этом варианте конструктивного исполнения фильтр должен быть пропущен насквозь через одну из стенок емкости, а внутренняя полость его открытого с обеих конусов корпуса должна быть заполнена набивкой из волокон материала, зазоры между которыми находятся в заявленных пределах - (0,0003-0,0007 мм).In this embodiment, the filter must be passed through through one of the walls of the container, and the internal cavity of its open from both cones of the housing must be filled with a packing of material fibers, the gaps between which are within the stated limits - (0.0003-0.0007 mm )
Крышка 8 должна иметь в этом случае уплотнение, обеспечивающее герметичную изоляцию внутреннего объема емкости 3 от окружающей ее среды (на чертеже не показано).The
В предложенном же случае применен простейший из возможных вариантов конструктивного наполнения устройства (см. фиг.1).In the proposed case, the simplest of the possible options for constructive filling of the device was used (see figure 1).
Процесс обработки с помощью предложенного устройства (см. фиг.1) продолжается до тех пор, пока помещенная во внутреннюю полость емкости 3 взвесь не станет полностью прозрачной. Т.е. вплоть до того момента времени, пока все входящие в сырьевую массу частицы 4 не будут переработаны в конечные продукты.The processing using the proposed device (see figure 1) continues until the suspension placed in the internal cavity of the
Улавливание отходящих газообразных продуктов, возникающих в ходе переработки исходного сырья, может производиться в случае надобности с помощью широко распространенных промышленных методов, применяемых для утилизации последних (системы утилизации на чертеже не показаны).The capture of waste gaseous products arising during the processing of the feedstock can be carried out, if necessary, using widespread industrial methods used for disposal of the latter (disposal systems are not shown in the drawing).
По окончании процесса переработки (т.е. по истечении 12-17 минут), обмотки-катушки 2 отсоединяются от внешнего источника питания, а патрубок 6 отклоняются от внешней подающей сжатый воздух магистрали (на чертеже не показана).At the end of the processing process (i.e., after 12-17 minutes), the winding
Емкость 3 с набором из готовых конечных продуктов извлекается из установочного паза «Б» генератора. С нее снимается изолирующая крышка 8, и конечные продукты переработки высыпаются из нее в применяемую для их упаковки технологическую тару (на чертеже не показана).
Так как все эти четыре вида полученных обработкой гранул 5 резко отличаются по своим габаритным размерам, то разделение их осуществляется с помощью пропускания этого полученного продукта через набор соответствующих калибровочных сит.Since all these four types of
По завершении такого рода процесса откалиброванные гранулы этих соединений могут быть отправлены для осуществления последующих операций технологического производства, в котором предусмотрено их использование по прямому назначению.Upon completion of this kind of process, calibrated granules of these compounds can be sent for subsequent technological production operations, in which they are used for their intended purpose.
После завершения всех перечисленных выше переходов освобожденное от конечных продуктов переработки устройство вновь становится пригодным для выполнения последующего цикла получения с его помощью следующих порций алюмосиликатов и кристаллического кремния.After completion of all the above transitions, the device freed from the final products of processing again becomes suitable for the subsequent cycle of obtaining with its help the following portions of aluminosilicates and crystalline silicon.
Применяемый для подачи энергии внешний источник питания имеет в своем составе дополнительный блок управления (на чертеже не показан).The external power source used to supply energy includes an additional control unit (not shown in the drawing).
С помощью последнего осуществляется регулировка параметров подаваемого на обмотки-катушки генератора переменного тока (силы тока; напряжения; частоты), и, следовательно, технологических параметров создаваемого в зоне синтеза указанных конечных продуктов магнитного поля (на чертеже не показаны).Using the latter, the parameters of the alternating current generator (current strength; voltage; frequency) supplied to the coil windings are adjusted, and, therefore, the technological parameters of the magnetic field indicated in the synthesis zone of the indicated final products are not shown in the drawing.
Учитывая все изложенное выше, можно прийти к выводу, что применение предлагаемого способа получения алюмосиликатов и кремния, а также предназначенного для его осуществления устройства позволяет многократно сократить необходимые для получения этих конечных продуктов материальные затраты.Given all of the above, we can conclude that the application of the proposed method for producing aluminosilicates and silicon, as well as the device intended for its implementation, can significantly reduce the material costs required to obtain these final products.
Такого рода снижение величины последних обеспечивается прежде всего тем, что их выработка проводится с использованием широко распространенных, залегающих неглубоко и повсеместно встречающихся сырьевых источников - природных скоплений линз из песков, суглинков и супесей.Such a decrease in the magnitude of the latter is ensured primarily by the fact that their development is carried out using widespread, occurring shallow and ubiquitous raw sources - natural accumulations of lenses from sand, loam and sandy loam.
Применяемый дешевый исходный материал не требует перед запуском его в производство привлечения дополнительных подготовительных операций, связанных с его очисткой или обогащением.The cheap source material used does not require additional preparatory operations related to its purification or enrichment before starting it in production.
Кроме того, при использовании предлагаемого способа и устройства осуществление процесса переработки исходного сырья выполняется при комнатной температуре и в диапазоне давлений, лишь незначительно отличающихся от атмосферного.In addition, when using the proposed method and device, the processing of the feedstock is carried out at room temperature and in the pressure range only slightly different from atmospheric.
Осуществление предлагаемого способа также не требует и привлечения в процессе обработки каких-либо дополнительных обслуживающих используемое в нем оборудование вспомогательных систем.The implementation of the proposed method also does not require involvement in the processing process of any additional auxiliary equipment serving the equipment used in it.
Полученные с помощью предлагаемого способа конечные продукты обработки отличаются достаточно высокими качественными характеристиками и могут быть использованы для удовлетворения нужд существующего промышленного производства без проведения дополнительных операций по их финишной доработке.Obtained using the proposed method, the final products of processing are distinguished by sufficiently high quality characteristics and can be used to meet the needs of existing industrial production without additional operations for their final refinement.
Формируемые в ходе осуществления переработки по предлагаемому способу показатели, касающиеся выхода конечных продуктов из применяемого исходного сырья, имеют достаточно высокие значения и доходят в сумме до 45%.Formed during the processing of the proposed method, indicators relating to the yield of final products from the used feedstock are quite high and reach a total of up to 45%.
Изготовление же применяемого при осуществлении предлагаемого процесса устройства не связано с необходимостью привлечения существенных капитальных затрат и не требует использования при этом длительных сроков времени для проведения подготовки производства.The manufacture of the device used in the implementation of the proposed process is not associated with the need to attract significant capital costs and does not require the use of long periods of time for the preparation of production.
Предлагаемое устройство отличается простотой конструктивного исполнения, и вследствие этого, имеет высокую эксплуатационную надежность.The proposed device is characterized by simplicity of design, and as a result, it has high operational reliability.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011117438/05A RU2467950C1 (en) | 2011-04-29 | 2011-04-29 | Method of producing aluminosilicates and silicon from air suspension of sand particles and apparatus for realising said method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011117438/05A RU2467950C1 (en) | 2011-04-29 | 2011-04-29 | Method of producing aluminosilicates and silicon from air suspension of sand particles and apparatus for realising said method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2467950C1 true RU2467950C1 (en) | 2012-11-27 |
Family
ID=49254839
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011117438/05A RU2467950C1 (en) | 2011-04-29 | 2011-04-29 | Method of producing aluminosilicates and silicon from air suspension of sand particles and apparatus for realising said method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2467950C1 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2026815C1 (en) * | 1989-06-14 | 1995-01-20 | Ферайнигте Алюминиум-Верке АГ | METHOD OF PREPARING OF ZEOLITE ALUMINOSILICATES WITH MOLAR RATIO SiO2/Al2O3= 20 |
| RU2066675C1 (en) * | 1989-07-06 | 1996-09-20 | Ферайнигте Алюминиум Верке АГ | Method for production of synthetic crystalline aluminosilicate |
-
2011
- 2011-04-29 RU RU2011117438/05A patent/RU2467950C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2026815C1 (en) * | 1989-06-14 | 1995-01-20 | Ферайнигте Алюминиум-Верке АГ | METHOD OF PREPARING OF ZEOLITE ALUMINOSILICATES WITH MOLAR RATIO SiO2/Al2O3= 20 |
| RU2066675C1 (en) * | 1989-07-06 | 1996-09-20 | Ферайнигте Алюминиум Верке АГ | Method for production of synthetic crystalline aluminosilicate |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Tanaka et al. | Conversion of coal fly ash to Na-X zeolites. | |
| Ojumu et al. | Synthesis of zeolite A from coal fly ash using ultrasonic treatment–A replacement for fusion step | |
| Wang et al. | Influence of NaOH concentrations on synthesis of pure-form zeolite A from fly ash using two-stage method | |
| CN102963908B (en) | Method for preparing ZSM-5 molecular sieve without template agent | |
| Yang et al. | Resource and sustainable utilization of quartz sand waste by turning into cobalt blue composite pigments | |
| KR101602933B1 (en) | Method for Manufacturing Synthetic Zeolites using Coal Bottom Ash of thermoelectric power plant | |
| Holmes et al. | The direct conversion of impure natural kaolin into pure zeolite catalysts | |
| EP2279151A1 (en) | Method of purifying gypsum | |
| Sánchez-Hernández et al. | Eco-friendly bench-scale zeolitization of an Al-containing waste into gismondine-type zeolite under effluent recycling | |
| CN103570036B (en) | A kind of synthetic method of Y zeolite | |
| Yu et al. | The synthesis and application of zeolitic material from fly ash by one-pot method at low temperature | |
| CN106587099A (en) | Method for preparing sodalite and ZSM-5 molecular sieve from fly ash acid process aluminum extraction residue and fly ash utilization method | |
| Novembre et al. | Synthesis and characterization of wollastonite-2M by using a diatomite precursor | |
| US4432954A (en) | Production of gypsum hemihydrate with waste heat, aqueous H2 SO4 and sulfuric acid salts | |
| KR101138854B1 (en) | Synthetic Zeolite synthesized from Waste including Silica and Alumina | |
| Wajima et al. | Synthesis of zeolite X from waste sandstone cake using alkali fusion method | |
| RU2467950C1 (en) | Method of producing aluminosilicates and silicon from air suspension of sand particles and apparatus for realising said method | |
| Wajima et al. | Conversion of waste sandstone cake into crystalline zeolite X using alkali fusion | |
| Liu et al. | Synthesis of a Coal Fly Ash‐Based NaP Zeolite Using the Microwave‐Ultrasonic Assisted Method: Preparation, Growth Mechanism, and Kinetics | |
| JP2008247640A (en) | Method for synthesizing lithium-containing EDI-type zeolite | |
| RU2493099C2 (en) | Method of obtaining graphite and based on it composites from water suspension of particles of carbon-containing materials and device for its realisation | |
| RU2484155C2 (en) | Method of producing metallic copper from air suspension of copper pyrite particles and device to this end | |
| JP2848227B2 (en) | Synthetic method of zeolite | |
| Kamarudin et al. | Extraction of silica and alumina from coal fly ash for the synthesis of zeolites | |
| Pimraksa et al. | Synthesis of zeolite phases from combustion by-products |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130430 |