RU2575898C2 - Zirconium metal production from ore water suspension containing zirconium compounds and device to this end - Google Patents
Zirconium metal production from ore water suspension containing zirconium compounds and device to this end Download PDFInfo
- Publication number
- RU2575898C2 RU2575898C2 RU2013143335/02A RU2013143335A RU2575898C2 RU 2575898 C2 RU2575898 C2 RU 2575898C2 RU 2013143335/02 A RU2013143335/02 A RU 2013143335/02A RU 2013143335 A RU2013143335 A RU 2013143335A RU 2575898 C2 RU2575898 C2 RU 2575898C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- zirconium
- working chamber
- metal
- cavity
- processing
- Prior art date
Links
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 83
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 150000003755 zirconium compounds Chemical class 0.000 title claims abstract description 17
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 26
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 110
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 110
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 110
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 84
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 71
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 48
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 36
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 32
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 92
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 77
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 66
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 49
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 24
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 6
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 6
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 12
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 135
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 63
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 39
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 37
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 36
- 239000000047 product Substances 0.000 description 32
- 230000009471 action Effects 0.000 description 23
- 239000000463 material Substances 0.000 description 23
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 23
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 22
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 20
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 16
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 16
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 15
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 15
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 14
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 13
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 12
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 9
- 238000013461 design Methods 0.000 description 9
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 9
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 9
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 9
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 9
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 8
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 7
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 7
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 7
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 6
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 6
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 6
- 230000006870 function Effects 0.000 description 6
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 6
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 5
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 5
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 5
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 5
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 5
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 5
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 4
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 4
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 4
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 4
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 4
- 238000003032 molecular docking Methods 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 4
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 3
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 3
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 3
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- -1 salt compound Chemical class 0.000 description 3
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 3
- RLLPVAHGXHCWKJ-IEBWSBKVSA-N (3-phenoxyphenyl)methyl (1s,3s)-3-(2,2-dichloroethenyl)-2,2-dimethylcyclopropane-1-carboxylate Chemical compound CC1(C)[C@H](C=C(Cl)Cl)[C@@H]1C(=O)OCC1=CC=CC(OC=2C=CC=CC=2)=C1 RLLPVAHGXHCWKJ-IEBWSBKVSA-N 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 2
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 2
- 239000008263 liquid aerosol Substances 0.000 description 2
- 210000001161 mammalian embryo Anatomy 0.000 description 2
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- CMOAHYOGLLEOGO-UHFFFAOYSA-N oxozirconium;dihydrochloride Chemical compound Cl.Cl.[Zr]=O CMOAHYOGLLEOGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 2
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 2
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 2
- 238000007363 ring formation reaction Methods 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical group [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 241000270666 Testudines Species 0.000 description 1
- 229910007932 ZrCl4 Inorganic materials 0.000 description 1
- SDXDHLDNCJPIJZ-UHFFFAOYSA-N [Zr].[Zr] Chemical compound [Zr].[Zr] SDXDHLDNCJPIJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 1
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 description 1
- FLVFLHZPYDNHJE-UHFFFAOYSA-N chloro hypochlorite;hafnium Chemical compound [Hf].ClOCl FLVFLHZPYDNHJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009193 crawling Effects 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000026058 directional locomotion Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000007888 film coating Substances 0.000 description 1
- 238000009501 film coating Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 230000010006 flight Effects 0.000 description 1
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 210000001061 forehead Anatomy 0.000 description 1
- 238000001640 fractional crystallisation Methods 0.000 description 1
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 1
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000009916 joint effect Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010814 metallic waste Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000002085 persistent effect Effects 0.000 description 1
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 239000011214 refractory ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 1
- 230000009182 swimming Effects 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 229910052845 zircon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- DUNKXUFBGCUVQW-UHFFFAOYSA-J zirconium tetrachloride Chemical compound Cl[Zr](Cl)(Cl)Cl DUNKXUFBGCUVQW-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к технологиям, применяемым при получении металлического циркония непосредственно из рудных пород, содержащих в своем составе соединения этого элемента, а также к устройствам, используемым при проведении указанных выше процессов их переработки в этот, указанный выше, необходимый готовый конечный продукт.Синтез металлического циркония из содержащих его соединения этого элемента сырьевого материала, так называемой «ядерной чистоты», при проведении «классической», и вполне сложившейся на настоящий момент времени, широко известной технологии, обязательно предусматривает в процессе выполнения восстановления такого «рафинированного» металла, свободного от присутствия в его составе каких-либо посторонних «ненужных» примесей-загрязнителей, из содержащих этот необходимый элемент рудных пород, применение в процессе его осуществления, как минимум 25 промежуточных технологических этапов.The invention relates to technologies used in the production of zirconium metal directly from ore rocks containing compounds of this element, as well as to devices used in the above processes for their processing into this above-mentioned necessary finished product. Synthesis of zirconium metal from the compounds containing it of this element of raw material, the so-called "nuclear purity", during the "classical", and quite established at the moment, of the well-known technology, it necessarily involves in the process of performing the recovery of such a “refined” metal free from the presence of any extraneous “unnecessary” contaminants-contaminants from this ore element containing at least 25 application in the process of its implementation intermediate technological stages.
В число последних входят:The latter include:
1. Разложение (вскрытие) циркониевой руды.1. Decomposition (opening) of zirconium ore.
2. Получение сырьевых составляющих для проведения последующей очистки от гафния (перед выполнением этой операции исходной сырье обычно содержит примерно 1,5-2% этого, указанного выше, элемента-загрязнителя).2. Obtaining raw materials for subsequent purification from hafnium (before performing this operation, the feedstock usually contains about 1.5-2% of this, the above-mentioned pollutant element).
3. Разделение соединений циркония и гафния, осуществляемое путем осуществления синтеза содержащих или хлор, или фтор соединений этих, перечисленных ранее элементов (соответственно ZrCl4; K2ZrF2+K2HfF6)3. The separation of compounds of zirconium and hafnium, carried out by synthesis containing either chlorine or fluorine compounds of these previously listed elements (respectively ZrCl4; K 2 ZrF 2 + K 2 HfF 6 )
4. Восстановление соединений циркония и получение этого металла с низким содержанием элемента гафния.4. Reduction of zirconium compounds and obtaining this metal with a low content of hafnium element.
Следует также еще и отметить, что к основным процессам проведения разложения исходной циркониевой руды, которые используются при производстве этого металла, следует прежде всего, отнести так называемую «фторидную химию», т.е. конверсию соединений этого элемента, содержащих в сырьевом материале, во фтор - цирконат калия.It should also be noted that the main processes for the decomposition of the initial zirconium ore, which are used in the production of this metal, should primarily include the so-called "fluoride chemistry", i.e. the conversion of compounds of this element containing in the raw material into fluorine is potassium zirconate.
Указанная выше операция осуществляется при температурах 700-800°С, и обычно сопровождается «сопутствующим» дополнительным загрязнением массы синтезируемого металлического циркония «вдобавок» еще и фтором. Формируемые в объеме получаемого металла в ходе выполнения указанного выше технологического перехода примеси-загрязнители, как правило, представлены в виде соединения ZrF4.The above operation is carried out at temperatures of 700-800 ° C, and is usually accompanied by “concomitant” additional contamination of the mass of synthesized metal zirconium “in addition” also by fluorine. Impurities-pollutants formed in the volume of the obtained metal during the implementation of the above technological transition are usually presented in the form of ZrF 4 compounds.
На последующих этапах осуществления отмеченного ранее этого известного процесса производится в дальнейшем еще и так называемая «дробная кристаллизация» сформированных на предыдущих этапах процесса переработки сырья фторированных компонентов. В ходе осуществления указанного выше перехода из состава исходного циркониевого материала удаляется элемент гафний (остаточное содержание последнего в промежуточном, полученном ранее растворе, падает до величины в 0,04-0,05%). Оставшиеся в объеме этой водяной субстанции фторсодержащие соединения циркония, на самых последних, завершающих этапах процесса проведения обработки, восстанавливаются до «металла» уже с применением «электролитических методов» синтеза самого этого, необходимого для дальнейшего его использования по прямому назначению, готового конечного продукта), (см. статья в интернет «Получение циркония ядерной чистоты» http://www74zif.ru/cer-ua.html)÷In the subsequent stages of the implementation of this known process noted earlier, in the future, the so-called “fractional crystallization” of the fluorinated components formed at the previous stages of the processing of raw materials is also carried out. During the implementation of the above transition, the hafnium element is removed from the composition of the initial zirconium material (the residual content of the latter in the intermediate solution obtained previously drops to a value of 0.04-0.05%). The fluorine-containing zirconium compounds remaining in the volume of this water substance, at the very last, final stages of the treatment process, are reduced to “metal” already using the “electrolytic methods” of synthesizing this very material, which is necessary for its further use for its intended purpose, the finished product), (see the article on the Internet “Obtaining Zirconium of Nuclear Purity” http://www74zif.ru/cer-ua.html)
В результате выполнения такого, отмеченного ранее, своего рода «финишного перехода», т.е. операции электролиза, входящей в качестве «основной и главной» составляющей в предусмотренный этой известной технологией необходимый, используемый в ней набор из осуществляемых при ее проведении физических приемов, сформированный с ее применением металлический порошок циркония, в итоге приобретает еще одну, крайне нежелательную примесь-добавку. То есть в объеме составляющих указанный выше порошок металлических крупинок из циркония начинают размещаться и атомы кислорода, количество которых может составлять значение 0,04-0,05%.As a result of the implementation of this, noted earlier, a kind of "finish transition", i.e. the electrolysis operation, which is included as the “main and main” component in the necessary, used in it, set of physical methods used in its implementation, formed with its use metal zirconium powder, ultimately acquires another, extremely undesirable admixture . That is, in the volume of the components of the above powder of metal grains of zirconium, oxygen atoms also begin to be placed, the amount of which can be 0.04-0.05%.
Окончательно зафиксированное содержание в массе синтезируемого в соответствии с этой известной технологией, металлического циркония, выталкиваемого с таким трудом непосредственно из его объема элемента гафния, тем не менее, продолжает находиться в границах диапазона, обладающих достаточно заметными значениями - 0,03÷0,04%.The finally fixed content in the mass of metal zirconium synthesized in accordance with this known technology, ejected with such difficulty directly from its volume of the hafnium element, nevertheless, continues to be within the range of the range, with quite noticeable values of 0.03 ÷ 0.04% .
Как наглядно следует из всей приводимой выше информации, классический метод осуществления восстановления металлического циркония из исходных сырьевых материалов, содержащих соединения указанного выше элемента, отличается достаточно высокой степенью сложности своего исполнения, и производится только с применением большого числа необходимых для проведения его выполнения составляющих «традиционный способ» технологических этапов, при этом сам вырабатываемый по окончанию известного «традиционного» процесса конечный и уже полностью готовый продукт, как бы почти неизбежно «автоматически» включает в свой собственный состав до крайности нежелательные и «попутно стихийно» получаемые примеси загрязнители (т.е. галогениды, фториды, гафний, кислород и т.д.).As clearly follows from all the above information, the classical method for the implementation of the reduction of zirconium metal from raw materials containing compounds of the above element is notable for a rather high degree of complexity of its execution, and is made only with the use of a large number of components necessary for carrying out its implementation “traditional method "Technological stages, while the final and already fully developed at the end of the well-known" traditional "process Started product as would almost inevitably "automatically" includes within its own structure and extremely undesirable "in passing spontaneously" impurities derived contaminants (i.e., the halides, fluoride, hafnium, oxygen, etc.).
На настоящий момент времени к числу достаточно известных можно причислить еще одно существующее техническое решение-способ, в процессе выполнения которого с высокой степенью вероятности гарантировано обеспечивается проведение формирования получаемого с его применением металлического циркония, обладающего показателями так называемой «ядерной» чистоты, т.е. как бы со значительно уменьшенным количеством включенных в его состав дополнительных примесей-загрязнителей.At the moment, one more existing technical solution can be ranked among the fairly well-known ones, the process of which, with a high degree of probability, is guaranteed to ensure the formation of metallic zirconium obtained with its use, possessing indicators of the so-called "nuclear" purity, i.e. as if with a significantly reduced amount of additional contaminants included in its composition.
В соответствии с этой, известной технологией, из первоначально заготовленного сырьевого материала, на самом первом этапе ее выполнения, в первую очередь, извлекается присутствующий в нем оксихлорид гафния, а уже после этого окончательно формируется и сама основная исходная шихта, содержащая в своей массе преимущественно только оксихлорид циркония.In accordance with this well-known technology, from the initially harvested raw material, at the very first stage of its implementation, first of all, the hafnium oxychloride present in it is extracted, and only then the main initial charge itself is finally formed, containing mainly only zirconium oxychloride.
Затем, в последующем, весь объем этой шихты проходит через операцию так называемой «прокалки», по завершению которой и синтезируется используемый в дальнейшем, можно сказать, «промежуточный продукт».Then, subsequently, the entire volume of this charge passes through the operation of the so-called “calcination”, at the end of which the “intermediate product” used in the future can be synthesized.
Последний обладает как бы повышенной концентрацией относительно содержания в нем необходимых для дальнейшего осуществления процесса синтеза готового металла, соединений этого элемента (оксихлорида циркония, оксида циркония).The latter has a kind of increased concentration relative to the content in it necessary for the further implementation of the synthesis of the finished metal, compounds of this element (zirconium oxychloride, zirconium oxide).
После выполнения всех отмеченных ранее, технологических переходов, и производят осуществление самой стадии восстановления указанного выше металла, которая протекает непосредственно в расплаве этих солей, при выполнении в нем процесса электролиза с применением при ее осуществлении необходимых для этого «парных» электродов (катода; анода).After all the technological transitions noted above are completed, the very stage of the reduction of the above metal is carried out, which proceeds directly in the melt of these salts, when the electrolysis process is carried out in it, and the necessary “pair” electrodes (cathode; anode) are used for its implementation .
Сформированный в соответствии с этой технологической схемой металлический цирконий, восстановленный на поверхности «гальванического» катода из расплава содержащего его соединения солей, с использованием очень даже небольшого числа необходимых для проведения синтеза этого элемента технологических стадий, вдобавок еще и обладает достаточно высокой степенью собственной чистоты относительно содержания в его массе основного получаемого металла - циркония, и, кроме того, вырабатывается из исходного сырьевого продукта с меньшим количеством образующихся при его изготовлении отходов. (См. патент RU №2468104 «Способ получения металлического циркония» С2; С25С 3/26, дата публикации - 27.11.2012 г., далее прототип.)The metal zirconium formed in accordance with this technological scheme, reduced on the surface of the “galvanic” cathode from the melt of the salt compound containing it, using a very small number of technological stages necessary for synthesizing this element, also has a fairly high degree of intrinsic purity with respect to the content in its mass, the main metal obtained is zirconium, and, in addition, it is produced from the initial raw material product with a smaller amount of the waste generated during its manufacture. (See patent RU No. 2468104 "Method for producing metallic zirconium" C2;
Однако и этому известному техническому решению-прототипу, присущи все те же самые существенные недостатки, что были отмечены здесь раньше, при проведении рассмотрения особенностей выполнения другого, почти такого же, как этот, известного способа-аналога.However, this well-known technical solution, the prototype, has all the same significant drawbacks that were noted here before, when considering the features of another, almost the same as this, well-known method-analogue.
Как и в предыдущем, подробно разобранному ранее случае, процесс восстановления циркония из его рудных соединений, опять же производится с применением достаточно значительного, и необходимого для осуществления достижения указанной выше цели, числа составляющих его технологических переходов.As in the previous case, which was examined in detail earlier, the process of recovering zirconium from its ore compounds is again carried out using a sufficiently significant and necessary for the achievement of the above goal, the number of technological transitions constituting it.
Так, например, синтеза металлического циркония и в этом случае, осуществляется, как минимум, в две стадии, то есть сначала с применением «прокалки», а затем производится и само завершающее процесс его изготовления, электролитическое рафинирование, в ходе выполнения которого используется расплав, состоящий из его собственных солей-соединений.So, for example, the synthesis of metal zirconium in this case is carried out in at least two stages, that is, first with the use of “calcination”, and then the very final process of its manufacture, electrolytic refining, is carried out, during which the melt is used, consisting of its own salt compounds.
Общее же суммарное число составляющих указанные выше «главные стадии» и входящих в них «основных» технологических переходов, достигает значения, равного 33 единицам.The total total number of the above-mentioned “main stages” and the “main” technological transitions comprising them reaches a value of 33 units.
Как очевидно следует из текста описания этого, известного технического решения-прототипа, применяемая технологическая схема проведения извлечения металла - циркония, отнюдь и не гарантирует появление возможности для формирования его кристаллической конечной структуры, в виде практически свободной от присутствия в ее массе каких-либо дополнительных и нежелательных примесей-загрязнителей, «нечаянно» попавших прямо в этот объем, и мешающих, в конечном итоге, осуществлению «правильного» эксплуатационного использования такого, уже готового продукта, по его прямому назначению.As obviously follows from the text of the description of this well-known technical solution, the prototype, the applied technological scheme for the extraction of metal - zirconium, does not guarantee the emergence of the possibility for the formation of its crystalline final structure, in the form practically free from the presence of any additional and unwanted contaminants, "accidentally" directly falling into this volume, and, ultimately, hindering the implementation of the "proper" operational use of this, is ready Wow product, for its intended purpose.
Кроме всего прочего, надо еще и обратить внимание и на то, что осуществление указанного выше известного способа получения металлического циркония из исходных его рудных соединений, обязательно сопровождается еще и «крупномасштабным» и практически неизбежным промышленным загрязнением окружающей это производство внешней природной среды, т.е. «выбросом» ядовитых летучих газовых соединений (т.е. состоящих из хлора, используемого при синтезе, оксихлоридов циркония ZrOCl2).Among other things, we must also pay attention to the fact that the implementation of the aforementioned known method for producing metallic zirconium from its initial ore compounds is necessarily accompanied by “large-scale” and almost inevitable industrial pollution of the environment surrounding this production, that is, . "Release" of toxic volatile gas compounds (ie, consisting of chlorine used in the synthesis of zirconium zirconium ZrOCl 2 ).
Все перечисленное выше неизбежно увеличивает уровень необходимых для осуществления и этой известной технологии (прототипа), и используемых в процессе ее выполнения финансовых, трудовых, энергетических затрат, а также отрицательно сказывается на качественных характеристиках получаемого на завершающих стадиях процесса обработки самого готового конечного продукта.All of the above will inevitably increase the level necessary for the implementation of this well-known technology (prototype), and the financial, labor, energy costs used in the process of its implementation, and also adversely affect the quality characteristics obtained at the final stages of the processing of the finished product.
Целью предлагаемого изобретения является формирование при проведении предложенного способа получения металлического циркония комплекса необходимых и наиболее оптимальных технологических условий, само наличие факта действия которого позволило бы производить синтез этого металла непосредственно прямо из соединений указанного выше элемента, входящих в состав применяемого при выполнении процесса его восстановления исходного рудного сырья с одновременным осуществлением еще и процесса изготовления, протекающего на завершающих стадиях этой технологии переработки исходного материала, необходимого готового конечного продукта, непосредственно в виде столбчатого монокристаллического кольцевого образования, которое к тому же должно еще и обладать высокими собственными физико-механическими характеристиками, а также и соответствующей им степенью чистоты относительно содержания в его теле основного, образующего его элемента циркония, и, кроме того, снижение уровня конструктивной сложности используемого при проведении предложенной технологии получения металлического циркония, самого этого устройства.The aim of the invention is the formation, when carrying out the proposed method for producing metal zirconium, of a complex of necessary and most optimal technological conditions, the very fact of the action of which would allow the synthesis of this metal directly from the compounds of the above element, which are part of the initial ore raw materials with the simultaneous implementation of the manufacturing process proceeding at the final stages This technology of processing the starting material, the necessary finished product, directly in the form of a columnar monocrystalline ring formation, which, moreover, must also have high intrinsic physical and mechanical characteristics, as well as the corresponding degree of purity relative to the content in its body of the main its element of zirconium, and, in addition, reducing the level of structural complexity used in carrying out the proposed technology for producing metallic about zirconium, this device itself.
Достижение указанных выше целей обеспечивается за счет использования «ярко выраженного» влияния на ход выполнения предложенного способа переработки исходного сырьевого материала, следующего набора существенных технических признаков.Achieving the above goals is achieved through the use of a "pronounced" influence on the progress of the proposed method for processing the original raw material, the following set of essential technical features.
Первое, что необходимо здесь обязательно отметить, так это то, что предложенный способ включает в себе, в процессе проведения своего исполнения, размещение предварительно сформированной и содержащей соединения циркония исходной рудной сырьевой смеси, во внутреннем объеме применяемого для осуществления ее обработки, самого используемого устройства.The first thing that must be noted here is that the proposed method includes, in the course of its execution, the placement of the preformed and containing zirconium compounds of the original ore raw material mixture, in the internal volume of the device used for processing it.
В указанном выше аппарате после окончания операции загрузки исходного сырья производят и генерацию физических полей, которые накладываются на все зоны в его полости, содержащие размещенную в них перерабатываемую сырьевую массу. С помощью этих физических полей и выполняется процесс восстановления составляющего кольцевой столбчатый монокристалл металла из содержащего исходные соединения этого элемента, рудного материала.In the above apparatus, after the operation of loading the feedstock is completed, physical fields are also generated, which are superimposed on all zones in its cavity containing the processed raw material placed in them. Using these physical fields, the process of restoring the metal constituting the annular columnar single crystal from the ore material containing the starting compounds of this element is carried out.
Использование этих же обрабатывающих физических полей, в конечном итоге, обеспечивает и соединение входящих в состав используемой при обработке сырьевой смеси и полученных в ней, отдельных частиц металла, в целостную единую монолитную металлическую структуру.The use of the same processing physical fields, in the end, ensures the combination of the individual metal particles included in the composition of the raw material mixture used in the processing and obtained in it into a single monolithic metal structure.
Во-вторых, следует также еще и отметить, что в процессе осуществления предложенного способа обязательно выполняется и перемешивание составляющих исходный объем сырьевого материала и входящих в последний его слоев при проведении его обработки. При этом производится и накопление готового конечного продукта в области устройства, расположенной в зоне воздействия применяемых при переработке сырья, указанных выше физических полей. По завершению процесса обработки осуществляется еще и выгрузка готового монолитного образования из полости используемого устройства.Secondly, it should also be noted that in the process of implementing the proposed method, the mixing of the components of the initial volume of the raw material and its last layers during processing is also carried out. At the same time, the finished product is also accumulated in the device area located in the impact zone of the above-mentioned physical fields used in the processing of raw materials. Upon completion of the processing process, the finished monolithic formation is also unloaded from the cavity of the device used.
В качестве же содержащего соединения циркония исходного сырья при выполнении предложенной технологии используют полученную введением в заранее заданный объем воды с последующим распределением в нем смеси, состоящей из частиц циркониевой руды, водяную суспензию. Дисперсность входящих в состав последней указанных выше твердых компонентов находится в пределах 0,001-0,008 мм, а их количество в объеме этой водяной суспензии соответствует значению 40-70%.As the source of raw materials containing zirconium compounds in the implementation of the proposed technology, water suspension obtained by introducing into a predetermined volume of water with subsequent distribution of a mixture of zirconium ore particles in it is used. The dispersion of the solid components included in the latter is in the range of 0.001-0.008 mm, and their amount in the volume of this aqueous suspension corresponds to a value of 40-70%.
Сам же получаемый по завершению процесса обработки металл формируется в виде кольцевого столбчатого монокристалла, состоящего преимущественно из указанного выше элемента, т.е. циркония, Zr.The metal obtained at the end of the processing process itself is formed in the form of an annular columnar single crystal, consisting mainly of the above element, i.e. zirconium, Zr.
В качестве же воздействующих на сырьевые продукты физических полей применяются «трапециевидные» магнитные, напряженность которых составляет 1×105÷1,5×105 А/м, а частота колебаний соответствует значению 20-50 ед. за один час, а формируемые этими физическими полями «обрабатывающие» скопления, состоящие из принадлежащих им силовых линий, повторяют конфигурацию, максимально приближенную к очертанию пространственного образования, полученного вращением вытянутого в длину прямоугольника, совершающего повороты относительно собственной продольной оси симметрии.As physical fields acting on raw materials, trapezoidal magnetic fields are used, the intensity of which is 1 × 10 5 ÷ 1.5 × 10 5 A / m, and the oscillation frequency corresponds to a value of 20-50 units. in one hour, and the “processing” clusters formed by these physical fields, consisting of lines of force belonging to them, repeat the configuration as close as possible to the outline of the spatial formation obtained by rotating a rectangle elongated in length, making turns about its own longitudinal axis of symmetry.
При этом сам процесс формирования готового конечного продукта в виде кольцевого столбчатого монокристалла осуществляется на расположенном прямо к центру используемой для размещения исходного сырья передвижной рабочей камеры металлическом распорном стержне, выполняющем роль «затравки». На его боковой наружной поверхности на самом первом этапе проведения обработки, сначала образуется кольцевой слой, представленный получаемыми при обработке шлаковыми отходами. Затем на такого рода «подложке» синтезируется и сам необходимый готовый конечный продукт.In this case, the process of forming the finished end product in the form of an annular columnar single crystal is carried out on a metal spacer rod, which acts as a “seed”, located directly to the center of the mobile working chamber used to place the feedstock. On its lateral outer surface at the very first stage of processing, an annular layer is first formed, which is represented by slag waste obtained during processing. Then on this kind of “substrate” the necessary finished finished product is synthesized.
Как уже указывалось ранее, кристаллизация последнего осуществляется в виде кольцевого столбчатого образования, в состав которого в основном входит получаемый из рудных соединений металлический цирконий.As mentioned earlier, the crystallization of the latter is carried out in the form of an annular columnar formation, which mainly consists of metallic zirconium obtained from ore compounds.
При осуществлении переработки с применением предложенного метода ее выполнения, используемое сырье предварительно загружают в герметично изолированную от остального объема корпуса устройства, рабочую камеру.When processing using the proposed method for its implementation, the raw materials used are preloaded into the working chamber, which is hermetically isolated from the rest of the device’s body volume.
Последняя при ее выполнении к тому же совершает возвратно-поступательное перемещение по полости корпуса, с использованием направлений «туда-обратно», а также еще и осуществляет угловые повороты относительно собственной продольной оси симметрии.The latter, when executed, also makes a reciprocating movement along the body cavity using the round-trip directions, and also makes angular rotations relative to its own longitudinal axis of symmetry.
Указанные выше угловые повороты, составляющие эту камеру элементы сначала выполняют по круговой траектории, очертание которой совпадает с передвижением часовой стрелки по циферблату - на первоначальном прямом отрезке выполняемого ею перемещения, и в противоположном направлении, соответственно, на завершающем цикл обработки, обратном.The above-mentioned angular rotations that make up this camera elements are first performed in a circular path, the outline of which coincides with the clockwise movement on the dial - on the initial direct segment of the movement performed by it, and in the opposite direction, respectively, at the end of the processing cycle, the opposite.
Сама же расстановка областей формирования «трапециевидных» магнитных полей произведена с использованием трех, или кратного этому числу, другого количества спиралеобразных установочных цилиндрических линий. Последние «опоясывают» наружную поверхность корпуса устройства, в полости которого и совершает возвратно-поступательное перемещение рабочая камера с загруженной в нее массой перерабатываемого сырьевого материала.The very arrangement of the areas of formation of the "trapezoidal" magnetic fields was made using three, or a multiple of this number, another number of spiral-shaped mounting cylindrical lines. The latter “encircle” the outer surface of the device’s body, in the cavity of which the reciprocating movement of the working chamber is loaded with the mass of processed raw material loaded into it.
Кроме всего указанного выше, при осуществлении предложенной технологии, зоны формирования технологических «трапециевидных» магнитных полей, которые непрерывно передвигающаяся в полости корпуса устройства его рабочая камера периодически пересекает, удалены друг от друга на одно и то же одинаковое монтажное расстояние, а само количество областей, в которых осуществляется генерация последних, составляет значение от девяти до восемнадцати единиц, приходящееся на каждую используемую для их размещения спиралевидную опоясывающую корпус устройства криволинейную траекторию.In addition to all of the above, when implementing the proposed technology, the zone of formation of technological "trapezoidal" magnetic fields, which its working chamber periodically moves in the cavity of the device’s body, periodically intersects, is removed from each other by the same mounting distance, and the number of areas in which the generation of the latter is carried out, ranges from nine to eighteen units per each spiral-shaped encircling body used for their placement device curvilinear trajectory.
Процесс же восстановления входящего в монокристалл металла осуществляется за счет проведения подачи к составляющим перерабатываемый объем сырья его слоям атмосферного воздуха.The recovery process of the metal entering the single crystal is carried out by supplying the components of the processed volume of raw materials to its layers of atmospheric air.
В качестве же обеспечивающего выполнение этого действия элемента используют углерод, присутствующий в составе содержащих этот компонент газов, образующих, в свою очередь, сами струи продуваемого через рабочую камеру указанного выше продукта.As the element ensuring the fulfillment of this action, carbon is used, which is present in the composition of the gases containing this component, which, in turn, form the jets themselves blown through the working chamber of the above product.
Перемешивание объема применяемого для получения сплава сырьевого материала выполняется в процессе осуществления его перемещения во внутреннем объеме подвижной рабочей камеры, которая совершает возвратно-поступательное передвижение по направлению от заднего корпуса устройства, к его передней части, а затем наоборот. Указанная выше операция производится за счет дробления и переноса из одной области объема полости рабочей камеры в другую составляющих перерабатываемую массу отдельных ее микропорций, протекающего под воздействием ударов, создаваемых перекрещивающимися струями подаваемого к последним сжатого воздуха. Поступление же этого продукта к указанным выше зонам осуществляется под избыточным давлением, значение которого соответствует величине 0,4÷6,0 кгс/см2.The mixing of the volume of the raw material used to obtain the alloy is carried out in the process of moving it in the internal volume of the movable working chamber, which makes a reciprocating movement in the direction from the rear housing of the device to its front part, and then vice versa. The above operation is performed by crushing and transferring from one region of the volume of the cavity of the working chamber to another constituent of the processed mass of its individual microports, which proceeds under the influence of blows created by the intersecting jets of compressed air supplied to the latter. Receipt of the same product to the aforementioned zones is carried out under excess pressure, which corresponds to the value 0.4 ÷ 6.0 kgf / cm 2.
Сами же такого рода «вонзающиеся» в составляющие массу сырья слои материала струйные потоки формируются при помощи специально предусмотренных для осуществления этого действия обдувочных элементов - сопел. Последние равномерно закреплены тоже на трех установочных спиральных линиях, которые проложены между соответствующими витками кривых, используемых для размещения магнитных генераторов.Themselves of this kind, "piercing" the material layers of the raw material jet stream flows are formed using specially provided for this action blowing elements - nozzles. The latter are evenly fixed on three installation spiral lines, which are laid between the corresponding turns of the curves used to place the magnetic generators.
Сами же обдувочные элементы, обеспечивающие подачу под давлением состоящих из указанного выше продукта и направленные непосредственно к объему исходного сырья такого рода «скрещивающихся» потоков, имеют как тангенциальные, так и радиальные углы наклона в 30-45° по отношению к той поверхности, на которой этот обрабатываемый материал в данный момент времени и расположен.The blasting elements themselves, which ensure the supply of pressures consisting of the above product and directed directly to the volume of the feedstock of this kind of “crossing” flows, have both tangential and radial tilt angles of 30-45 ° with respect to the surface on which this processed material at a given time and is located.
Загрузка же используемого для осуществления переработки исходного сырья, а также выгрузка готового столбчатого кольцевого монокристалла по окончанию процесса обработки, осуществляется в отдельном, предназначенном для выполнения указанных выше технологических переходов, съемном колпаке-отсеке, присоединенном к неподвижному основному корпусу устройства.The loading of the feedstock used for processing, as well as the unloading of the finished columnar ring single crystal at the end of the processing process, is carried out in a separate, removable cap compartment connected to the fixed main body of the device designed to perform the above technological transitions.
Само же устройство, предназначенное для осуществления способа получения металлического циркония из водяной суспензии, содержащих соединения этого элемента частиц руды, включает в себя корпус, состоящий из двух частей. Одна из «составных» частей этого корпуса является разборной и выполнена в виде накидного съемного колпака, стыкуемого с неподвижной основной цилиндрической обечайкой-корпусом. Стыковка осуществляется при помощи кольцевых плоских соединительных фланцев, и при этом длина неподвижного элемента, указанного выше сборного узла, составляет 80-85% от всего соответствующего значения габарита последнего. Остаток его длины приходится на съемную его деталь - накидной колпак. Кроме того, в полости неподвижной части корпуса устройства устанавливается передвижная рабочая камера, кинематически связанная при помощи прикрепленного к составляющим последнюю деталям ходового валика, с внешним приводом передачи движения, наличие которого в конечном итоге и позволяет производить ее возвратно-поступательное перемещение по внутренней полости этого сборного корпуса устройства, по направлению туда-обратно, с одновременно выполняемым вращением ее конструктивных элементов относительно собственной продольной оси симметрии.The device itself, designed to implement a method of producing metallic zirconium from an aqueous suspension containing compounds of this element of ore particles, includes a housing consisting of two parts. One of the "component" parts of this case is collapsible and is made in the form of a cap removable cap that fits into the fixed main cylindrical shell-body. Docking is carried out using annular flat connecting flanges, and the length of the fixed element indicated above the assembly, is 80-85% of the total corresponding dimension of the latter. The rest of its length falls on its removable part - a cap. In addition, a movable working chamber is installed in the cavity of the fixed part of the device casing, kinematically connected by means of a running roller attached to the components of the last parts, with an external drive for transmitting movement, the presence of which ultimately allows its reciprocating movement along the internal cavity of this assembly the device’s body, in a round-trip direction, while simultaneously rotating its structural elements relative to its own longitudinal axis of sym etria.
Направление такого вращения меняется на противоположное в момент времени, когда производится возврат передвижной рабочей камеры из достигнутого ею конечного занимаемого этим узлом положения, в первоначальное исходное.The direction of such rotation changes to the opposite at the time when the mobile working chamber is returned from the final position it occupied by this node to its original initial position.
Сама же эта рабочая камера формируется левой и правой «поршнеобразными» ограничительными щеками, закрепляемыми на ходовом валике. Между указанными выше деталями составной рабочей камеры монтируется распорный стержень-затравка, используемый для осаждения на его боковой наружной поверхности получаемого в ней готового конечного продукта.This working chamber itself is formed by the left and right “piston-like” restrictive cheeks fixed on the roller. Between the above parts of the composite working chamber, a spacer rod-seed is used, which is used to deposit the finished product obtained in it on its lateral outer surface.
При этом передвигаемые внутри полости сборного корпуса устройства щеки рабочей камеры выполняют в ней функции сдвоенного поршня, и имеют герметизирующие уплотнения на своей наружной боковой поверхности.At the same time, the cheeks of the working chamber that are moved inside the cavity of the assembly case of the device perform the functions of a double piston in it, and have sealing seals on their outer side surface.
Следует еще отметить, что сквозь стенки неподвижной части корпуса пропущены фокусирующие магнитные насадки, а также и обдувочные сопла для формирования поступающих во внутренний объем этой составляющей сборного узла устройства струй сжатого воздуха, а также, соответственно и скоплений генерируемых фокусирующими насадками магнитных силовых линий, имеющих конфигурацию вытянутых вдоль прямой линии радиальных цилиндрических лучей-«бревен».It should also be noted that focusing magnetic nozzles are passed through the walls of the fixed part of the housing, as well as blowing nozzles for forming compressed air jets entering the internal volume of this component of the assembly of the device assembly, as well as, respectively, clusters of magnetic field lines generated by the focusing nozzles having the configuration elongated along a straight line of radial cylindrical rays - "logs".
Расстановка как тех, так и других конструктивных элементов этого устройства произведена на опоясывающих его корпус цилиндрических спиральных линиях.The arrangement of both those and other structural elements of this device is made on cylindrical spiral lines encircling its body.
Количество же такого рода установочных кривых, используемых для закрепления каждой такой детали, составляет три, или любое другое число, кратное этому значению, их единиц. Число же размещенных на каждой из указанных криволинейных траектории магнитных контуров, в состав которых и входят фокусирующие накладки, составляет величину от девяти до восемнадцати штук.The number of such kind of installation curves used to fix each such part is three, or any other number that is a multiple of this value, their units. The number of magnetic loops placed on each of these curved paths, which include focusing plates, is from nine to eighteen pieces.
Равномерно же расставленные на аналогичных по форме и с использованием того же самого их количества спиралях, расположенных в свою очередь между витками применяемых для размещения магнитных контуров криволинейных установочных линий, обдувочные сопла имеют как радиальные, так и тангенциальные углы наклона в 30-40° по отношению поверхности корпуса, на которой они смонтированы.Evenly spaced on similar in shape and using the same number of spirals located in turn between the turns used to arrange the magnetic contours of the curved installation lines, the blowing nozzles have both radial and tangential angles of 30-40 ° relative to the surface of the housing on which they are mounted.
Сами же рабочие элементы обрабатывающих магнитных генераторов выполнены в виде состыкованных между собой пластин из магнитопроводящего материала, с формированием в процессе осуществления их монтажа Ф-образного магнитного контура.The working elements of the processing magnetic generators themselves are made in the form of plates of magnetically conductive material joined together, with the formation of an F-shaped magnetic circuit during their installation.
В объеме же составляющих этот сборный узел отдельных деталей размещены по три электрические обмотки катушки - как в левой, так и в правой половинах контура.In the volume of the individual components of this assembly, three electrical windings of the coil are placed, both in the left and right halves of the circuit.
Общее число таких обмоток-катушек, размещенных в каждом контуре, таким образом, равно шести. Отмеченные выше электрические элементы магнитного контура выполняют в нем функции соленоидов.The total number of such coil windings placed in each circuit is thus six. The electrical elements of the magnetic circuit noted above fulfill the function of solenoids in it.
Каждая такая обмотка-катушка соединена с соответствующей «псевдофазой» внешнего источника подачи электрического питания. Поступление же вырабатываемых этим внешним источником питания наборов электрических импульсов, каждый из которых имеет форму «равнобедренной трапеции», производится на отдельные соленоиды с угловым смещением составляющих эти пакеты сигналов относительно таких же, но подводимых к соседним обмоткам-катушкам, а также к генераторам, размещенным на рядом расположенных установочных спиралях.Each such winding coil is connected to the corresponding "pseudophase" of an external source of electrical power supply. The input of sets of electric pulses generated by this external power source, each of which takes the form of an “isosceles trapezoid,” is produced on separate solenoids with an angular displacement of the signal components that make up these packets with respect to the same ones, but supplied to neighboring windings-coils, as well as to generators placed on adjacent mounting spirals.
Величина указанного выше углового смещения составляет значение в 120°. В нижней же горизонтальной перекладине каждого Ф-образного магнитного генератора, то есть имеющуюся в нем для этого выемку, запрессовывается хвостовик цилиндрической фокусирующей насадки, противоположный конец которой заходит в выполненное в установочной втулке, пропущенной сквозь стенки неподвижной части корпуса, монтажное отверстие. Указанная выше насадка имеет еще и сформированную на своей нижней торцевой части фокусирующую магнитные силовые линии полость в виде впадины с конфигурацией пространственного гиперболоида вращения.The value of the above angular displacement is a value of 120 °. In the lower horizontal crossbar of each F-shaped magnetic generator, that is, the recess in it for this purpose, the shank of the cylindrical focusing nozzle is pressed in, the opposite end of which goes into the mounting hole made in the installation sleeve, passed through the walls of the fixed part of the housing. The aforementioned nozzle also has a cavity in the form of a cavity with the configuration of a spatial rotation hyperboloid formed on its lower end part and focusing magnetic field lines.
Полученные же в местах прохода сквозь стенки корпуса установочных втулок с фокусирующими магнитными насадками, а также еще и обдувочных сопел, «криволинейные выемки» на внутренней боковой поверхности его полости, снабжены «выглаживающими» шайбами. Последние изготовлены либо из запрессованного в объем этих выемок магнитопроводящего порошка - в случае размещения там магнитных фокусирующих насадок, или в виде разрезных лепестковых мембран из эластичной резины, расположенных около выходных отверстий обдувочных сопел.The “curvilinear recesses” on the inner side surface of its cavity, obtained in places of passage through the walls of the housing of the mounting sleeves with focusing magnetic nozzles, as well as blowing nozzles, are equipped with “smoothing” washers. The latter are made either of magnetic conductive powder pressed into the volume of these recesses - in the case of placement of magnetic focusing nozzles there, or in the form of split petal membranes of elastic rubber located near the outlet openings of the blowing nozzles.
Дополнительно ко всему вышеперечисленному, в левой и правой половинах неподвижного корпуса смонтированы выпускные патрубки для вывода в наружную атмосферу накапливаемых в рабочей камере избыточных объемов газа, снабженные редукционными клапанами. Срабатывание этих элементов осуществляется в случае, когда величина давления образующихся в объеме передвижной рабочей камеры летучих соединений превышает его значение, заданное технологией обработки.In addition to all of the above, exhaust pipes are mounted in the left and right halves of the fixed casing for the discharge into the external atmosphere of the excess gas accumulated in the working chamber, equipped with pressure reducing valves. The triggering of these elements is carried out in the case when the pressure value of the volatile compounds formed in the volume of the mobile working chamber exceeds its value specified by the processing technology.
Опять же следует отметить, что в местах пересечения тела этих патрубков с боковой внутренней поверхностью неподвижного корпуса, смонтированы пластиковые перфорированные выглаживающие шайбы, обеспечивающие беспрепятственное протекание процесса скольжения в этих зонах входящих в состав рабочей камеры правой и левой щек-поршней, а также и вывод через имеющиеся в указанных выше деталях сквозные отверстия перфорации излишков заполняющих ее газовых объемов.Again, it should be noted that at the intersection of the body of these pipes with the lateral inner surface of the fixed body, plastic perforated smoothing washers are mounted, which ensure the smooth flow of the sliding process in these areas of the right and left cheek pistons, as well as the output through the through holes in the aforementioned details for perforation of the excess gas volumes filling it.
Также надо указать еще и на то, что в верхней части съемного колпака устройства, располагается загрузочный бункер, внутренний объем которого через имеющийся в зоне его установки сквозной люк, выполненный в этой части корпуса устройства, сообщается с полостью, размещенной под ним передвижной рабочей камеры, занимающей в момент проведения ее заполнения исходное положение перед началом осуществления цикла обработки.It is also necessary to point out that in the upper part of the removable cap of the device, there is a loading hopper, the internal volume of which through the through hatch made in this part of the device’s installation, made in this part of the device’s casing, communicates with the cavity located underneath the movable working chamber, occupying at the time of its filling the initial position before the start of the processing cycle.
Исходя из всех изложенных выше особенностей выполнения предлагаемого способа, а также еще учитывая специфику применения всего набора указанных ранее существенных конструктивных признаков в составе используемого для осуществления этой технологии устройства, можно прийти к итоговому заключению, что их наличие и позволяет коренным образом изменить характер протекания процесса формирования кольцевого столбчатого монокристалла, состоящего преимущественно из металлического циркония, получаемого при проведении переработки исходного сырьевого материала.Based on all the above features of the proposed method, as well as taking into account the specifics of using the entire set of the previously mentioned significant design features in the device used to implement this technology, we can come to the final conclusion that their presence allows you to fundamentally change the nature of the formation process annular columnar single crystal, consisting mainly of metal zirconium obtained by processing the initial revogo material.
В связи с наличием факта действия изложенных выше обстоятельств указанная ранее технология начинает приобретать следующие, присущие только ей характерные отличия. Во-первых, к числу последних обязательно следует отнести то, что самая начальная стадия осуществления предлагаемого способа включает в себя этап так называемого «ультратонкого помола» кусков исходных руд, содержащих соединения циркония.In connection with the fact that the above circumstances exist, the previously mentioned technology begins to acquire the following characteristic differences inherent only to it. First, the latter should definitely include the fact that the very initial stage of the implementation of the proposed method includes the stage of the so-called "ultrafine grinding" of pieces of initial ores containing zirconium compounds.
При его проведении используются любые известные в промышленном производстве методы дробления кускового материала, например, выполняемые при помощи обычных шаровых мельниц. При применении для достижения этой цели указанного выше устройства, куски исходной сырьевой массы, используемой в предложенной технологии, растирались помощью последнего до получения из них частиц руды, имеющих габаритные размеры в диапазоне от 0,001 до 0,008 мм.During its implementation, any known methods of crushing bulk material known in industrial production, for example, performed using conventional ball mills, are used. When applying the above device to achieve this goal, pieces of the initial raw material mass used in the proposed technology were ground using the latter to obtain ore particles from them having overall dimensions in the range from 0.001 to 0.008 mm.
Осуществление указанной выше операции по проведению «размола» крупных комков породы и обеспечивает в дальнейшем возможность формирования из полученной таким образом «пудры», состоящей из этих мелких рудных частиц, содержащих, в свою очередь, соединения циркония, своего рода «сухого остатка», целиком составленного из указанного выше твердого сырьевого компонента.The implementation of the above operation to "grind" large lumps of rock and further provides the possibility of forming from the thus obtained "powder", consisting of these small ore particles, containing, in turn, zirconium compounds, a kind of "dry residue", entirely composed of the above solid feed component.
Указанные выше рудные составляющие такой исходной смеси непосредственно перед осуществлением операции дробления используемого в ее составе рудного комкового материала, проходят, соответственно, через этап предварительной дозировки, по окончанию проведения которого и гарантируется дальнейшее поступление необходимых для выполнения обработки исходных материалов в заранее заданном определенном соотношении, обеспечивающем сохранение их технологического процентного содержания в объеме используемого при ее осуществлении сырья. Сам этот технологический переход, то есть эта предварительная дозировка осуществляется чаще всего, при помощи взвешивания входящих в сырьевую смесь рудных составляющих (то есть соответственно необходимого объема используемой в дальнейшем циркониевой руды).The above ore components of such an initial mixture immediately before the crushing operation of the ore lumpy material used in its composition passes, respectively, through the preliminary dosage stage, at the end of which the further supply of the starting materials necessary for processing is guaranteed in a predetermined predetermined ratio that ensures preservation of their technological percentage in the amount of raw materials used in its implementation. This technological transition itself, that is, this preliminary dosage, is most often carried out by weighing the ore components included in the raw material mixture (i.e., correspondingly, the required volume of zirconium ore used in the future).
Из полученной проведением «ультратонкого помола» такой своего рода «пудры», состоящей из мелких частиц циркониевой породы, и производится формирование используемой для проведения переработки исходных сырьевых материалов в металлический кольцевой столбчатый монокристалл, жидкой, однородной, не расслаивающейся на отдельные составляющие в течение достаточно длительного промежутка времени, грязеобразной массы - то есть изготавливается сама водяная суспензия.From this kind of “powder” obtained by carrying out “ultrafine grinding” consisting of small particles of zirconium rock, the formation of the raw material used to process the raw materials into a metal ring columnar single crystal is made, liquid, homogeneous, not stratified into separate components for a sufficiently long time a period of time, a mud-like mass - that is, the water suspension itself is made.
Для того же чтобы синтезировать последнюю, потребуется только произвести добавление к полученному таким образом «порошкообразному» объему, состоящему из мелких частиц указанной ранее рудной породы, необходимого количества воды (30-60% от суммарной массы этого твердого материала). После выполнения такого действия полученная таким образом двухкомпонентная субстанция (смесь твердых частиц плюс вода) тщательно перемешивается.In order to synthesize the latter, it will only be necessary to add the required amount of water (30-60% of the total mass of this solid material) to the “powder” volume obtained in this way, consisting of small particles of the previously indicated ore rock. After performing such an action, the two-component substance thus obtained (a mixture of solid particles plus water) is thoroughly mixed.
Для осуществления этого технологического перехода может использоваться любое, предназначенное для осуществления поставленной выше цели, промышленное оборудование, например, обыкновенная лопастная механическая мешалка. Сформированная по окончанию его проведения однородная «грязеообразная» порция объема водяной суспензии, состоящая из этих двух перечисленных выше компонентов, помещается затем в полость загрузочного бункера 2, входящего в состав съемной части корпуса, применяемого при проведении процесса обработки самого этого устройства. Из полости загрузочного бункера 2 водяная суспензия через имеющийся в съемном колпаке 4 сквозной проем-люк «В» (см. фиг.1) «самотеком» поступает во внутреннее пространство передвижной рабочей камеры, размещенное прямо под загрузочным бункером, и сформированное ограничивающими его с правой и с левой сторон щеками-поршнями 3, входящими в состав такого, указанного выше, узла. По завершению операции полного вывода всей ранее заполнявшей объем загрузочного бункера 2 сырьевой массы 1 в указанную выше полость передвижной рабочей камеры, производится выполнение следующих действий.To implement this technological transition, any industrial equipment designed for the implementation of the above goal can be used, for example, an ordinary paddle mechanical mixer. A homogeneous “mud-like” portion of the volume of the aqueous suspension formed at the end of its holding, consisting of these two components listed above, is then placed in the cavity of the
Сразу же и одновременно подключаются к внешним источникам питания, осуществляющим формирование и подачу «трапецевидных» электрических импульсов все входящие в состав Ф-образных магнитных генераторов 11 их обмотки-катушки 13.Immediately and simultaneously connected to external power sources, carrying out the formation and supply of "trapezoidal" electrical pulses all included in the composition of the F-shaped
Ходовой валик 8 приводится в движение, и заставляет перемещаться составляюшие рабочую камеру конструктивные элементы по направлению из исходного первоначального положения, к самой передней «правой» части неподвижной половины корпуса 6 устройства. Одновременно с выполнением указанного выше поступательного движения со скоростью 40-60 мин, детали рабочей камеры осуществляют еще и дополнительные угловые повороты относительно собственной продольной оси симметрии (2-4 об/мин). Кроме того, к внешней подающей воздух под избыточным давлением магистрали (0,4-6 кгс/см2); подсоединяются размещенные на спиралях «Д» проходящих между соответствующими витками установочных кривых «Г» линий с закрепленными на них генераторами 11, обдувочные сопла 10.The
Таким образом, начиная цикл обработки, рабочая камера с попавшим между формирующими ее щеками 3 обрабатываемым сырьевым материалом 1, выдвигается из полости накидного съемного колпака 4, и переходит после совершения этого действия, непосредственно во внутренний объем неподвижного корпуса 6 (см. фиг.1). По мере увеличения значения глубины проникновения рабочей камеры непосредственно в указанную выше полость этого сборного узла, помещенный в последнюю сырьевой материал 1 подвергается постоянно усиливающемуся силовому воздействию, осуществляемому как «вонзающимися» в составляющие его массу слои «перекрещивающимися» между собой струями выпускаемого из сопел 10 сжатого воздуха, так и со стороны генерируемых фокусирующими насадками 14 магнитных «лучевых» цилиндрических потоков «К» (см. фиг.3). В связи же с тем, что все указанные выше конструктивные элементы размещены на опоясывающих наружную боковую поверхность корпуса 6 спиралях «Г» и «Д» (3 ед. + 3 ед.), то внутренняя полость с «черепашьей» скоростью ползущей вдоль корпуса 6 устройства рабочей камеры с помещенным туда перерабатываемым в металл сырьевым материалом 1 при выполнении своего перемещения неминуемо попадает в зону влияния всех этих, перечисленных выше силовых энергетических формирований.Thus, starting the treatment cycle, the working chamber with the processed
Указанные выше пространственные технологические системы, состоящие из образующих последние отдельных «физических» элементов, имеют одну и ту же, строго сохраняемую собственную конфигурацию, определенным образом ориентированную относительно линии траектории, которую прокладывает рабочая камера при осуществлении своего поступательного движения по внутренней поверхности сборного корпуса устройства. То есть с учетом факта наличия действия указанных выше обстоятельств, можно с большой долей уверенности предполагать следующее: по истечению некоторого, достаточно незначительного промежутка времени, в пространстве, разделяющем левую и правую щеки 3 этого сборного узла, начинает действовать целый набор факторов, формируемых при помощи всех перечисленных выше и используемых в составе конструкции устройства силовых спиралевидных образований.The above-mentioned spatial technological systems, consisting of the individual “physical” elements forming the last, have the same, strictly preserved own configuration, oriented in a certain way relative to the trajectory line, which the working chamber lays when performing its translational movement along the inner surface of the device’s assembly case. That is, taking into account the fact of the presence of the action of the above circumstances, we can confidently assume the following: after a certain, rather insignificant period of time, in the space separating the left and
Во-первых, на покрывающую ее днище массу перерабатываемого сырья 1 в момент выполнения рабочей камерой такого поступательного перемещения от первоначально занимаемой последней позиции к переднему «правому» концу корпуса 6, обрушивается целая серия направленных под разными пространственными углами «скрещивающихся воздушных ударов».Firstly, a mass of processed
Такого рода характер протекания воздействия со стороны формируемых струйными соплами 10 воздушных потоков объясняется, прежде всего, выбранной схемой проведении их монтажа на корпусе 6 (то есть их размещением вдоль опоясывающей корпус устройства спиральной линии «Д» и под «наклонными» углами к поверхности корпуса, на которой они и закрепляются).This kind of flow of action from the side of the air flows formed by the
Испытывая на себе постоянно осуществляемое влияние со стороны последних, покоящаяся в самой нижней части рабочей камеры компактная «куча» исходного сырья, в буквальном смысле этого слова, «разметается» на отдельные, мелкие, ранее составляющие ее микрообъемы. Эти полученные из исходного материала новые «микроскопические» сырьевые фрагменты подхватываются сформированным между соответствующими поверхностями правой и левой щек 3 своеобразным вихревым «торнадо» «Е», и начинают после этого выполнять принудительно заданную его воздействием циркуляцию в создающих такой спиралевидный поток и генерируемых с помощью сопел 10, составляющих это газовое образование и входящих в него, струях.Feeling the constant influence of the latter, the compact “heap” of raw materials resting in the very bottom of the working chamber, in the literal sense of the word, is “scattered” into separate, small, previously micro-volumes of it. These new “microscopic” raw material fragments obtained from the source material are picked up by a peculiar vortex “tornado” “E” formed between the corresponding surfaces of the right and left
Следует помнить еще и о том, что вследствие продолжающегося и непрерывно осуществляемого нанесения отмеченных ранее «серий», как бы представленных такого рода проводимыми в указанных выше зонах «воздушными атаками», сорванные с места своего первоначального «базирования», и разнесенные по всем составляющим объем рабочей камеры ее отдельным областям, мельчайшие порции исходного материала 1 неминуемо преобразуются в аэрозольные пузырьки, сформированные из мелких воздушных газовых образований, а также и пленки покрывающей их жидкости, а еще и налипших прямо на ее поверхность микроскопических частиц рудной породы.It should also be remembered that due to the ongoing and continuously carried out application of the previously mentioned “series”, as if represented by such “air attacks” carried out in the above zones, torn from the place of their original “basing”, and distributed across all components of the working chamber to its individual regions, the smallest portions of the starting
Как уже было отмечено выше, вся полученная, указанным ранее образом, масса такого рода аэрозольной пены, продолжает осуществлять непрерывно протекающую между ограничивающими полость передвижной рабочей камеры щеками 3, и направленную вдоль заданной вихревым потоком «Е» ориентирующей спирали - своего рода «вынужденную» циркуляцию.As already noted above, the entire mass of this kind of aerosol foam obtained in the aforementioned manner continues to flow continuously between the
Отмеченный ранее характер переноса составляющих это «аэрозольное» облако слоев охраняется на протяжении всего периода времени, в течение которого и производится перемещение рабочей камеры в корпусе 6 устройства по направлению «туда-обратно».The previously noted nature of the transfer of the constituents of this “aerosol” cloud of layers is protected throughout the entire period of time during which the working chamber is moved in the
В процессе выполнения этой принудительно обеспечиваемой циркуляции полученной в полости передвижной рабочей камеры «вспененной массы» из «аэрозольных пузырьков», размещенные на них микрочастицы рудной породы в обязательном порядке «наталкиваются» на пронизывающие «насквозь» объем полости корпуса 6, а, следовательно, и составляющие разделительное пространство между щеками 3 рабочей камеры области, прямолинейные цилиндрические и радиально направленные, вращающиеся скопления «К», принадлежащие создаваемым в устройстве «трапецевидным» магнитным полям.In the process of performing this forced circulation of the “foamed mass” obtained in the cavity of the mobile working chamber from “aerosol bubbles”, ore microparticles placed on them necessarily “run” against the
Наличие постоянного действия этого обстоятельства в процессе проведения обработки сырьевого материала, опять же снова приводит к неизбежному появлению целого ряда новых, воздействующих и преобразующих структуру рудных составляющих исходного продукта, физических факторов.The presence of a constant action of this circumstance during the processing of raw materials, again again leads to the inevitable emergence of a number of new physical factors that influence and transform the structure of the ore components of the initial product.
По сути дела, каждый отдельно взятый такого рода «технологический» аэрозольный пузырек, в процессе совершения собственного сложного пространственного перемещения по криволинейной трехкоординатной траектории, как бы «продирается» через выставленный ему навстречу «частокол», состоящий опять же из расставленных по пространственной спирали отдельных формирующих его «бревен» - то есть скоплений, расположенных радиально в самой полости устройства, и растянутых непосредственно в составляющих ее зонах, к тому же обладающих конфигурацией прямолинейных цилиндрических, вращающихся вокруг своей оси симметрии структурных образований, состоящих из собранных в «плотный пучок» магнитных силовых линий.In fact, each separately taken kind of “technological” aerosol bubble, in the process of making its own complex spatial movement along a curved three-coordinate trajectory, as it were, “tears” through the “picket fence” facing it, which again consists of separate generatrices arranged in a spatial spiral its "logs" - that is, clusters located radially in the cavity of the device, and stretched directly in its constituent zones, moreover, having the configuration n rectilinear cylindrical structural formations rotating around their axis of symmetry, consisting of magnetic lines of force assembled into a "tight bunch".
Кроме всего прочего, «высота» этих выставленных прямо на пути выполняемого такой «аэрозольной пены» перемещения, и как бы являющихся своего рода ему преградой, сразу трех сооруженных вдоль траектории выполняемого ею движения «частоколов» (магнитные генераторы 11 закреплены на трех опоясывающих корпус 6 установных спиралях «Г»), еще к тому же и непрерывно изменяет свою собственную величину.Among other things, the “height” of these movements placed directly on the path of such an “aerosol foam” and, as it were, a kind of obstacle to it, are at once three “stockade” constructed along the trajectory of its movement (
То есть каждое входящее в такого рода «ограждение» «силовое» бревно поочередно, то увеличивает свою длину, то снова сбрасывает этот параметр практически до самого нуля, и при всем этом оно еще и проворачивается вокруг собственной продольной оси.That is, each “power” log included in this kind of “fence” alternately either increases its length, then again resets this parameter to almost zero, and with all this, it also rotates around its own longitudinal axis.
Указанное выше явление имеет место вследствие того, что посылаемые на создающие обрабатывающие магнитные поля соленоиды 13 наборы электрических импульсов имеют «трапециидальную» форму (см. фиг.5 - псевдофазы а, б, в), и подаются с угловым смещением относительно друг друга.The aforementioned phenomenon occurs due to the fact that the sets of electric pulses sent to the generating magnetic fields solenoids 13 have a "trapezoidal" shape (see Fig. 5 - pseudophases a, b, c), and are fed with an angular offset relative to each other.
К тому же составляющие воздвигнутые на пути перемещения отдельных аэрозольных пузырьков такого рода «ограждения» единичные бревна имеют еще и монтажные смещения относительно аналогичных, но используемых в соседних, расположенных рядом с этим, таких же точно «частоколов» (подаваемые на соленоиды 13 импульсы еще и сдвинуты в каждый посылаемый к соленоидам псевдофазе а, 6, в на угол 120° - см. фиг.5)·In addition, the individual logs erected on the path of moving individual aerosol bubbles of this kind of "fence" also have mounting displacements relative to the same exact "stockade" used in neighboring, located next to it (pulses applied to
Прямолинейность очертаний формируемых фокусирующими насадками 14 скоплений (цилиндрических бревен) генерируемых контурами 11 магнитных линий обеспечивается использованием в составе этого конструктивного элемента так называемых концентрирующих последние выемок «М», выполненных в виде углубления, имеющего форму пространственного гиперболоида вращения (см. фиг.3).The straightness of the outlines formed by the focusing
Исходя из всего изложенного выше, можно прийти к итоговому выводу, что «продирающиеся» через воздвигнутый прямо на траектории их перемещения своего рода «трехполосный» технологический комплекс, состоящий из указанных выше магнитных ограждений, отдельные элементы которых к тому же еще и периодически меняют свою высоту, и вращаются вокруг своей оси, микроскопические частицы обрабатываемого сырья неизбежно проходят при этом через «сплошной ливень» наносимых с применением всего возможного набора пространственных направлений их воздействия, а также непрерывно изменяющих собственную величину, генерируемых составляющими эти «частоколы» бревнами, мощных силовых ударов.Based on the foregoing, we can come to the final conclusion that a “three-way” technological complex consisting of the above-mentioned magnetic barriers, some elements of which also change their height periodically, erected through the erected directly on the trajectory of their movement and rotate around its axis, the microscopic particles of the processed raw materials inevitably pass through the “continuous downpour" applied with the use of the entire possible set of spatial directions of their impact Wii, and continuously modify their own value generated by these components "palisades" beams, large power strokes.
Под влиянием последних, входящие в состав «нацепленных» на пленочное покрытие аэрозольных пузырьков микроскопических твердых частиц исходной рудной породы, молекулы соединений, содержащие образующий вырабатываемый монокристалл металл раздрабливаются на отдельные «фрагментарные» составляющие. При этом разрываются все виды ранее соединявших образующие их элементы валентных связей - как ионных, так и ковалентных.Under the influence of the latter, the molecules of compounds containing the metal forming the single crystal produced are broken up into separate “fragmentary” components, which are included in the composition of the aerosol bubbles “attached” to the film coating of microscopic solid particles of the initial ore rock. At the same time, all types of valence bonds forming them earlier, both ionic and covalent, are broken.
Полученные из «сырьевых» молекул отдельные, ранее составлявшие их атомы, под влиянием указанного выше мощного непрерывно выполняемого внешнего энергетического воздействия, перестраивают свою первоначальную структуру - имеющиеся у них электроны переходят с низлежащих орбит относительно их ядра на более высокие, изменяются их спиновые моменты. В итоге всего этого, в конечном завершающем варианте проведения структурной перестройки, размещенные непосредственно в зоне обработки и полученные указанным выше образом атомы - «обломки» преобразуются в заряженные положительно или отрицательно частицы - то есть в ионы. Но такого рода технологический комплекс, как бы формируемый из «вибрирующих пик» своего рода отбойных молотков (в роли этого инструмента выступают генерируемые магнитными контурами 11 и посылаемые через насадки 14 силовые потоки), «ломает», а также превращает в набор «активированных фрагментов» не только соединения содержащегося в твердых сырьевых частицах и перерабатываемых в готовый конечный продукт металла, но и «разрывает» находящиеся в этой же зоне газовые молекулы, содержащие элемент - восстановитель, то есть углерод. Последний, как было уже отмечено раньше, входит в состав обязательно присутствующих в атмосферном воздухе и образующих его газов (СО2; СН4).The individual atoms that were previously made up of their "raw" molecules, under the influence of the powerful external continuously performed external energy action indicated above, rearrange their original structure - the electrons they have move from lower orbits relative to their core to higher ones, their spin moments change. As a result of all this, in the final final version of the structural adjustment, the “fragments” of atoms located directly in the processing zone and obtained in the above manner are transformed into positively or negatively charged particles — that is, into ions. But this kind of technological complex, as if formed from a “vibrating peak” of a kind of jackhammers (this tool is the power flows generated by
Появление синтезированного указанным выше образом иона углерода, то есть вещества, обладающего ярко выраженными свойствами компонента-восстановителя, в непосредственной близости от активированных с применением мощных магнитных потоков и полученных ранее «осколочных» фрагментов, содержащих заряженные частицы металла, и обеспечивает «крепкое» соединение высвобожденного при «разрушении» исходных молекул-соединений атомов кислорода, которые мгновенно формируют прочные валентные связи с указанным выше элементом восстановителем, и в конечном итоге, удаляются из области проведения обработки, превращаясь в новое летучее газовое соединение. Сформированные таким образом объемы газа покидают полость рабочей камеры в моменты времени, когда она перемещается через зоны установки выпускных патрубков 18 (фиг.1), снабженных редукционными клапанами 19. При срабатывании последних, настроенных на определенное и заранее заданное технологическое избыточное давление, накопившиеся в полости рабочей камеры порции уже ненужных летучих соединений отправляются через верхний конец выпускного патрубка 18 непосредственно в окружающее применяемое устройство, наружную атмосферу.The appearance of a carbon ion synthesized in the above manner, that is, a substance having the pronounced properties of a reducing component, in the immediate vicinity of activated by using powerful magnetic fluxes and previously obtained “fragmentation” fragments containing charged metal particles, and provides a “strong” connection of the released during the “destruction” of the initial molecules-compounds of oxygen atoms, which instantly form strong valence bonds with the reducing element indicated above, and in f course eventually removed from the field of processing, becoming a new volatile gas connection. The volumes of gas thus formed leave the cavity of the working chamber at times when it moves through the installation zones of the exhaust pipes 18 (Fig. 1) equipped with
Сами эти вновь возникшие таким образом металлические компоненты, формируются непосредственно из входящих в состав руды и восстановленных из присутствующих там соединений, необходимых для этого элементов, и создают в области обработки в самый начальный период ее выполнения, пока еще микроскопические центры кристаллизации, преимущественно состоящие из полученного таким образом готового конечного продукта.These metal components that arose in this way themselves, are formed directly from the constituent ore and reduced from the compounds present there, the elements necessary for this, and create in the processing area at the very initial stage of its implementation, still microscopic crystallization centers, mainly consisting of the obtained thus the finished product.
Под воздействием же непрерывно циркулирующего в полости рабочей камеры, и искусственно сформированного там вихревого потока, они на такой «стартовой» стадии обработки перемещаются в ней пока что только по направлению от левой ее щеки 3 к правой, а затем наоборот, как бы свободно «плывя» в его вращающихся с высокой скоростью спиральных струях.Under the influence of a continuously working vortex circulating in the cavity of the working chamber, and a vortex artificially formed there, they at this “starting” stage of processing move in it so far only in the direction from its
Следует обязательно дополнительное внимание еще и на то, что при проведении более подробного рассмотрения особенностей проведения технологии этих, как будто бы без каких-либо заметных затруднений «парящих» в принадлежащих этому «торнадо» и составляющих его воздушных слоях, металлических зерен-зародышей будущего монокристаллического кольцевого образования, неизбежно выявляется и наличие факта действия одного, но очень существенного обстоятельства, облегчающего, так сказать, процесс их беспрепятственного появления на «белый свет».It is imperative that additional attention also be paid to the fact that, when conducting a more detailed examination of the features of the technology, these metal grains-nuclei of the future single-crystal in the “tornado” and its constituent air layers, which seem to be without any noticeable difficulties ring formation, the presence of the fact of the action of one, but very significant circumstance, which facilitates, so to speak, the process of their unhindered appearance in the "white light" is inevitably revealed.
Разносимые созданным там спиралеобразным «ураганом» отдельные пузырьки аэрозольной пены, содержащие на себе микрочастицы применяемых при обработке рудных пород, перемещаясь в объеме передвижной рабочей камеры с использованием сложного набора криволинейных пространственных траекторий, многократно меняют свое позиционирование относительно собственных трехкоординатных осей симметрии. При этом такие «пенные» пузырьки еще и постоянно смещаются как бы «то туда», «то сюда», в разные стороны от направления специально осуществляемого в зоне проведения восстановления металла в и непрерывного создаваемого в самом устройстве, необходимого для выполнения указанной выше операции, технологического силового воздействия, формируемого в той же самой области обработки, где все эти пузырьки в данный момент времени сами и находятся.Separate aerosol foam bubbles carried there by a spiral-shaped “hurricane” containing microparticles used in ore processing, moving in the volume of a mobile working chamber using a complex set of curved spatial paths, repeatedly change their position relative to their own three-axis symmetry axes. Moreover, such “foamy” bubbles also constantly move “here and there”, “here and there”, in different directions from the direction of the metal that is specially carried out in the zone of metal recovery and is continuously created in the device itself, necessary to perform the above operation, technological force action, formed in the same processing area, where all these bubbles at a given time themselves are located.
Образно говоря, каждая отдельная такого рода перерабатываемая сырьевая частица в момент нанесения силового обрабатывающего удара подставляет под него то один свой «бок», то другой, и непрерывно вращаясь при этом, обеспечивает повод под него всех составляющих ее собственный объем и образующих его микрослоев исходного материала.Figuratively speaking, each separate raw material particle of this kind at the moment of applying a power processing blow exposes one “side” or the other under it, and continuously rotating at the same time, provides a reason for it to make up all its own volume and the microlayers of the source material .
За счет действия указанного выше фактора, генерируемые в устройстве обрабатывающие магнитные потоки приобретают наиболее оптимальные условия для осуществления свободного доступа ко всем, составляющим эти твердые микрочастицы структурным образованиям, и тем самым обеспечивается максимально высокая скорость протекания своего рода «преобразующей» и «изменяющей» переработки входящих в последние их исходных соединений, в необходимый готовый конечный продукт.Due to the action of the aforementioned factor, the processing magnetic fluxes generated in the device acquire the most optimal conditions for free access to all structural formations that make up these solid microparticles, and this ensures the highest possible speed of a kind of “transforming” and “changing” processing of incoming in the last of their starting compounds, in the necessary finished product.
Отмеченное же ранее такого рода свободное воздушное «планирование» вновь возникших зародышей из кристаллического циркония в вихреобразных струйных потоках продолжается до тех пор, пока по каким-либо объективно проявляющим себя причинам, масса последних не станет настолько значительной, что действующая на них сила гравитации не начнет значительно превышать созданную вихревым образованием аэродинамическую подъемную.The previously noted free air “planning” of newly emerged crystalline zirconium nuclei in vortex-like jet streams continues until the mass of the latter becomes so significant that the force of gravity acting on them does not start significantly exceed the aerodynamic lifting created by the vortex formation.
Такого рода «разрастание» мелких крупинок в более крупные гранулы становится возможным в силу влияния сразу же двух, обеспечивающих неизбежную реализацию на практике этого фактора, одновременно действующих процессов. В соответствии с первым из указанных выше, «летящая» в толще аэрозольного облака крупинка металла Zr неминуемо нацепляет на свою наружную поверхность окружающие ее со всех сторон другие, более мелкие твердые частицы, соответствующим образом размещенные в этот момент времени, на самых малогабаритных аэрозольных пузырьках. Последние, наталкиваясь на летящие на них «прямо в лоб» с высокой скоростью твердое «громадное» кристаллическое зерно, попросту схлапываются, выбрасывая при этом на его тело нацепленные на поверхность этого воздушного пузырька и переносимые им до этого, рудные микрочастицы. В результате свершения целого ряда таких многочисленных столкновений, наружная поверхность «парящего» в воздушном потоке кристаллического зародыша, приобретает своего рода «шубу», состоящую из микропорции рассеянной вокруг него на других соседних аэрозольных пузырьках, а в результате осуществления указанного выше действия, «прилипшей» непосредственно к нему, рудной породы. В связи же с тем, что продолжает протекать и сам процесс его передвижения в охватывающих «зародыш» со всех сторон вихревых воздушных потоках, последний всем своим телом многократно и периодически пересекает созданную радиально расположенными вдоль применяемых в устройстве установочных спиралей, и сформированную в его полости пронизывающими ее скоплениями магнитных силовых линий генерируемых там физических полей, своего рода обрабатывающую и развешенную в объеме самой рабочей камеры, «цилиндрическую вибрирующую бахрому».This kind of "growth" of small grains into larger granules becomes possible due to the influence of two immediately, ensuring the inevitable implementation in practice of this factor, simultaneously existing processes. In accordance with the first of the above, a grain of Zr “flying” in the thickness of an aerosol cloud inevitably imposes on the outer surface other, smaller solid particles surrounding it from all sides, appropriately placed at this point in time, on the smallest aerosol bubbles. The latter, encountering a solid “huge” crystalline grain flying directly on their forehead at high speed, simply collapse, throwing ore microparticles attached to the surface of this air bubble and transferred to it before that. As a result of the fulfillment of a number of such numerous collisions, the outer surface of the crystalline nucleus “hovering” in the air flow acquires a kind of “coat” consisting of microporosity scattered around it by other neighboring aerosol bubbles, and, as a result of the above action, “sticks” directly to it, ore rock. Due to the fact that the process of its movement continues to take place in swirling air streams covering the “embryo” from all sides, the latter crosses repeatedly and periodically with its whole body created by installation spirals radially located along the installation spirals used in the device and piercing by its clusters of magnetic lines of force of the physical fields generated there, a kind of processing and hanging in the volume of the working chamber itself, a “cylindrical vibrating fringe”.
Указанные выше процессы проведения преобразования содержащихся в налипших на теле кристаллического зародыша слоях рудной породы, состоящей из соединений, входящих в состав конечного продукта металла, продолжают выполняться и там в соответствии с уже разобранной выше технологической схемой. Вследствие этого «обволакивающая» тело переносимого вихревыми потоками «зернышка» полученного ранее элемента «шуба», в конечном итоге, превращается в полноценное металлическое покрытие, равномерно распределенное по всей наружной поверхности последнего. Расположенные непосредственно под самым основанием этой, сформированной из сырьевой «шубы» металлической пленки, и прилегающие к ней «наружные» слои кристаллического зародыша в этом случае выполняют функцию подложки-затравки, на которой и осуществляется сам процесс ее выращивании. В конечном итоге «пролетающий» по полости передвижной рабочей камеры кристаллик металла Zr, вследствие всего этого, существенно увеличивает свои первоначальные габаритные размеры, а, следовательно, и объем, и собственную массу.The aforementioned processes of conversion contained in the layers of ore rock contained in the adhering to the crystalline nucleus body, consisting of compounds that are part of the final metal product, continue to be carried out there in accordance with the technological scheme already discussed above. As a result of this, the “enveloping” body of the “grain” transferred by the vortex currents of the “seed coat” element, ultimately turns into a full-fledged metal coating uniformly distributed over the entire outer surface of the latter. Located directly under the very base of this metal film formed from a raw "fur coat" and adjacent to it, the "outer" layers of the crystalline nucleus in this case serve as a seed substrate, on which the process of its growth is carried out. Ultimately, the Zr metal crystalline “flying” through the cavity of the mobile working chamber, as a result of all this, significantly increases its initial overall dimensions, and, consequently, its volume and its own mass.
Одновременно с отмеченной выше схемой осуществления выращивания более крупных металлических кристаллов из всякой образовавшейся ранее в зоне обработки «зародышевой» мелочи, действует и еще один, второй механизм проведения синтеза аналогичных крупногабаритных структурных образований. Последний осуществляется следующим образом. При выполнении сложных пространственных перемещений в ограниченном полостью передвижной рабочей камеры пространстве мелкими, только что вновь возникшими там кристаллическими зернышками металла, неизбежно возникают ситуации, когда эти микроскопические металлические «крупинки» непосредственно сталкиваются друг с другом. Так как в зоне совершения такого рода «взаимных наездов», как правило, размещены скопления магнитных силовых линий, собранные в «плотный» цилиндрический пучок, то есть там всегда присутствует своего рода «обрабатывающая бахрома», создаваемая входящими в состав устройства магнитными контурами 11 и фокусирующими насадками 14, то «натолкнувшиеся» друг на друга мелкие металлические зародыши, в итоге этого, склеиваются под воздействием указанных выше силовых «инструментов» между собой, образуя в результате новую составную структуру. Вполне понятно, что она имеет большие линейные размеры, относительно тех, что имели исходные, составляющие ее отдельные образования.Simultaneously with the above-mentioned scheme for growing larger metal crystals from any “germ” fines formed earlier in the processing zone, there is another, second mechanism for synthesizing similar large-sized structural formations. The latter is carried out as follows. When performing complex spatial displacements in the space bounded by the cavity of the mobile working chamber with small, just newly crystallized metal grains of metal, situations inevitably arise when these microscopic metal “grains” directly collide with each other. Since in the zone of such “mutual collisions”, as a rule, clusters of magnetic lines of force are placed, collected in a “tight” cylindrical beam, that is, there is always a kind of “processing fringe” created by the
На практике указанные выше механизмы формирования крупногабаритных «чешуйчатых» структур из появившейся в области проведения обработки сырьевого материала всякой присутствующей там металлической мелочи, протекают совместно и одновременно, что и обеспечивает преобразование появившихся в ней мелких кристаллических зернышек, в своего рода крупноразмерные куски полученного в зоне обработки «гранулированного» готового конечного продукта.In practice, the above-mentioned mechanisms for the formation of large-sized “scaly” structures from any metal fines that appeared in the processing area of the raw material flow together and at the same time, which ensures the transformation of small crystalline grains that appear in it into a kind of large-sized pieces obtained in the processing zone "Granular" finished product.
Так как указанные выше «объединенные» образования, уже не в состоянии вследствие серьезного увеличения собственного веса, продолжать процесс своего «плавания» в струях созданного в полости передвижной рабочей камеры вихревого воздушного потока, то последние под действием сил гравитации «камнем» падают вертикально вниз, и достигают самого крайнего нижнего горизонтального уровня своего возможного последующего размещения в корпусе устройства. На наружной же боковой поверхности стержня-затравки 7, установленного прямо вдоль продольной оси симметрии устройства, к этому моменту времени успевает сформироваться кольцевой слой «Ж» (см. фиг.2), состоящий из образующихся в процессе проведения прямого восстановления металла из его рудных соединений «липких» шлаковых отходов. Последние, как правило, состоят на 80-85% из полученного и накопленного в этой зоне, объема входящих в указанные выше «хвосты» шлака, т.е. так называемых ферроцирконоалюмосиликатов.Since the above “combined” formations are no longer able, due to a serious increase in their own weight, to continue the process of their “swimming” in the jets of the whirling air flow created in the cavity of the mobile working chamber, the latter fall vertically downward under the influence of gravitational forces, and reach the most extreme lower horizontal level of their possible subsequent placement in the device casing. On the outer lateral surface of the
Этот обволакивающий наружную поверхность стержня-затравки 7 промежуточный слой «Ж» появляется там, прежде всего, в силу того, что в центральной зоне рабочей камеры, на помещенные в нее частицы практически не действуют аэродинамические силы, создающиеся преимущественно «периферийными» струями проносящегося в ней вихревого воздушного потока «Е». То есть этот стержень-затравка 7 помещен как бы в самый «глаз бури», где всегда «царит» полный «штиль». Обладающие же хорошей «клеящей» способностью мелкие частицы синтезируемых в рабочей камере шлаковых отходов, под воздействием создающихся в ее полости и направленных от ее периферии к центру воздушных потоков (от зоны высокого давления в области максимального разряжения), практически всегда осуществляют в ней собственное, радиально направленное перемещение, которое, в конечном итоге, собирает их вместе и заставляет «слипаться» в опоясывающий стержень-затравку 7 кольцевой слой «Ж» (см. фиг.2). Последний имеет достаточно «рыхлую» структуру, и в последующем легко разъединяется на составные части при извлечении из корпуса устройства готового конечного продукта, имеющего форму кольцевого столбчатого монокристалла «И» (см. фиг.2).This intermediate layer “Zh” enveloping the outer surface of the
Аналогичные процессы имеют место и при проведении получения в устройстве самого металлосодержащего конечного продукта. То есть часть сильно «разросшихся» кристаллических зародышей синтезируемого металла падает вниз, попадая при этом прямо на наружную поверхность размещенного по центру камеры и образовавшегося уже там раньше кольцевого слоя из шлаковых отходов «Ж», и застревает на контактирующей с ними его плоскости, создавая при этом как бы «вторичные зоны» протекания дальнейшего роста объема формирующегося там конечного готового образования. Вновь переместившиеся туда же крупицы из синтезируемого элемента начинают использовать эти ранее попавшие в указанную выше область куски металла в качестве опорной подложки-основания, обеспечивающей возможности протекания их дальнейшего роста и, в конечном итоге, формирование за счет «слияния» всех этих отдельных его «зернышек» в целостный монолит, готового конечного продукта - столбчатого кольцевого монокристалла, состоящего преимущественно из одного циркония.Similar processes take place when receiving the metal-containing end product in the device. That is, a part of the strongly “sprawled” crystalline nuclei of the synthesized metal falls down, falling directly onto the outer surface of the annular layer of “Ж” slag located in the center of the chamber and formed there earlier and is stuck on its plane in contact with them, creating this, as it were, “secondary zones” of the course of further growth in the volume of the final finished formation formed there. Once again, the same grains from the synthesized element begin to use these pieces of metal that have previously fallen into the above region as a supporting base substrate, which allows their further growth to occur and, ultimately, to form due to the “merging” of all these individual “grains” »Into an integral monolith, of the finished end product - a columnar ring single crystal, consisting mainly of one zirconium.
Несколько иная картина наблюдается в случае, когда крупицы металла, увеличившие собственную первоначальную массу, в силу действия какого-либо комплекса негативных на то факторов, пролетают «мимо цели» - то есть падают вниз, минуя при этом центральный стержень-затравку 7, и в итоге проваливаются в самую нижнюю область неподвижного корпуса 6.A somewhat different picture is observed when metal grains that increase their own initial mass, due to the action of any complex of negative factors, fly “past the target” —that is, they fall down, bypassing the central core-
Попав на самое его «днище», они могут либо свалиться прямо на лепестки разрезной выглаживающей шайбы 17 (см. фиг.4), закрывавшую выходное отверстие сопла 10, или на поверхность своего рода промежутка, разделяющего такие распределенные по боковой наружной поверхности сборного узла 6, входящие в его состав обдувочные элементы 10.Once on its very “bottom”, they can either fall directly onto the petals of the split smoothing washer 17 (see FIG. 4), covering the
В первом варианте «бьющая» под достаточно высоким напором струя сжатого воздуха, отгибающая радиальные лепестки выглаживающей шайбы 17 в сторону (см. фиг.4), тут же подбрасывает угодившее в эту зону «зернышко» металла под наклонным углом по направлению к той плоскости, на которой оно и лежало, а также еще и вверх.In the first version, a “blasting” stream of compressed air under a sufficiently high pressure, bending the radial petals of the smoothing
В итоге выполнения указанного выше собственного перемещения, направление которого задается имеющимися тангенциальными и радиальными углами наклона у установленных на опоясывающей спирали «Д» обдувочных сопел 10, и попавшая под удар воздушной струи металлическая крупица будет либо выброшена в центральную область рабочей камеры и в итоге этого опять же окажется приклеенной к разрастающемуся монокристаллу «И», или вступит в непосредственный контакт с поверхностью ограничивающей полость перемещающейся рабочей камеры с одной из ее сторон, щеки-поршня 3. При таком соударении «металлическое зернышко» совершает рикошет, и опять же, либо «отскакивает» от плоскости этого элемента устройства, и перемещается к «ядру» рабочей камеры, заполненному разрастающимся металлическим монокристаллом «И», или снова попадает в нижнюю область корпуса 6. В этом случае цикл передвижения металлической крупицы повторяется точно таким же образом. Попавшие же на «разделительный перешеек» между установленными в корпусе устройства соплами 10, «зернышки металла» рано или поздно выталкиваются с места своего первоначального базирования поверхностью непрерывно и поступательно перемещающейся щеки-поршня 3 рабочей камеры, которая, к тому же еще и «прокручивается» вокруг собственной продольной оси симметрии.As a result of performing the above own movement, the direction of which is determined by the existing tangential and radial angles of inclination of the blowing
Таким образом, и эта часть накопленных на «днище» корпуса 6 металлических крупиц оказывается «задвинутой» на участки его поверхности, через которые пропускаются струи поступающего в объем рабочей камеры сжатого воздуха.Thus, this part of the metal particles accumulated on the "bottom" of the
Очутившись в этих зонах поверхности корпуса 6, и это скопление «зернышек» полученного в рабочей камере этого готового конечного продукта, пройдет через весь разобранный ранее цикл, состоящий из «рикошетов» и «отскоков», который в конечном итоге, в силу действия обыкновенных законов статистической вероятности, заставит последние занять зафиксированное прямо в толще выращиваемого монокристалла «И» необходимое конечное положение.Finding yourself in these areas of the surface of the
Указанные выше процессы формирования кольцевого столбчатого монокристалла «И» на стержне-затравке 7 (см. фиг.1) продолжаются на протяжении всего промежутка времени, в течение которого и производится перемещение рабочей камеры, по направлению туда-обратно соответствующий габарит которой в связи с изложенным выше и составляет 15-20% от значения этого параметра определяющего общую длину используемого для ее передвижения устройства. Исходя из необходимости создания оптимальных условий для завершения процесса обработки произведен и выбор величины скорости проведения ее продольной подачи (40-60 мм/мин). Угловые повороты последней вокруг собственной продольной оси симметрии рабочая камера совершает с незначительной скоростью - всего лишь 2-4 об/минуту.The above-mentioned processes of forming an annular columnar single crystal “And” on a seed rod 7 (see FIG. 1) continue throughout the entire period of time during which the working chamber is moved, back and forth corresponding dimension of which in connection with the above above and amounts to 15-20% of the value of this parameter determining the total length of the device used for its movement. Based on the need to create optimal conditions for completing the processing process, the choice of the value of the speed of its longitudinal feed (40-60 mm / min) was made. The working chamber makes angular rotations of the latter around its own longitudinal axis of symmetry at an insignificant speed - only 2-4 rpm.
Вращающийся при выполнении реверса в другую сторону (обратный отрезок осуществляемого камерой пути перемещения) стержень - затравка 7 как бы «накручивает» на свою наружную поверхность формирующиеся вокруг нее слои металла, увеличивая тем самым степень равномерности распределения их получаемых в этих зонах их собственных толщин по всей длине тела самого образующего в рабочей камере монокристалла «И».When reversing in the opposite direction (the reverse segment of the path of movement carried out by the camera), the
Итак, достигнув своего крайнего конечного переднего «правого» положения, и получив соответствующие команды от применяемого в составе устройства блока внешнего питания и управления, рабочая камера начинает перемещаться в обратную сторону, то есть начинает передвигаться уже к самой задней «левой» части корпуса устройства 6 до тех пор, пока она снова не займет то же самое исходное положение в полости съемного колпака 4, в котором она и находилась на самом начальном этапе выполнения процесса обработки. В процессе осуществления этой части цикла такого рода обратного движения этого рабочего узла устройства, который выполняется с той же самой скоростью, что и прямое, в нем продолжают проводиться процессы «окончательного завершения» формирования получаемого столбчатого кольцевого монокристалла, состоящего из элемента циркония. То есть по сути дела, производится доводка его конфигурации и состава до требуемых технологией обработки окончательных кондиций.So, having reached its extreme final front “right” position, and having received the appropriate commands from the external power supply and control unit used in the device, the working camera begins to move in the opposite direction, that is, it begins to move to the very back “left” part of the device’s
Переместившись в крайнее левое положение, и заняв опять свою исходную позицию, по завершению выполнения указанного выше действия, рабочая камера устройства заканчивает тем самым весь цикл осуществления процесса переработки исходного сырья в необходимый конечный продукт. Соответственно, на этом этапе отключаются: привод, обеспечивающий выполнение возвратно-поступательного и вращательного перемещения рабочей камеры, обесточиваются соленоиды 13 магнитных генераторов 11, а сопла 10 отключаются от внешней, подающей сжатый воздух магистрали. При этом от задней части корпуса 6 за счет освобождения прижатых друг к другу фланцев 9, отсоединяется съемный колпак 4.Having moved to the extreme left position, and having again taken its initial position, upon completion of the above steps, the working chamber of the device thereby completes the entire cycle of the process of processing the feedstock into the desired final product. Accordingly, at this stage they are switched off: a drive that ensures reciprocating and rotational movement of the working chamber, the
После этого развинчивается притягивающаяся поршнеобразную щеку 3 к опорным плечикам стержня затравки 7 гайка 9, и щека 3, снимается с соответствующего конца ходового валика 8 (см. фиг.1). Полученный обработкой монокристалл монокристалл Zr «И», благодаря наличию промежуточного рыхлого слоя шлаковых отходов «Ж», легко сталкивается с наружной поверхностью стержня-затравки 7 и отправляется для использования его по прямому назначению. Цикл проведения обработки можно считать на этом законченным.After that, the attracting piston-
Сами процессы прямого восстановления составляющего получаемый столбчатый монокристалл элемента из его рудных соединений в момент выполнения на них воздействия со стороны искусственно созданных мощных магнитных потоков, осуществляются в соответствии со следующими схемами проведения преобразования исходных компонентов.The processes of direct restoration of the constituting element of the obtained single-crystal single crystal element from its ore compounds at the time they are exposed to by artificially created powerful magnetic fluxes are carried out in accordance with the following schemes for the conversion of the initial components.
CO2→С+4+2O-2; Н2О→2H++О-2;CO 2 → C +4 + 2O -2 ; H 2 O → 2H + + O -2 ;
CH4→C+4+4H++8e;CH 4 → C +4 + 4H + + 8e;
ZrO2+2O-2+C+4→ZrO3+CO;ZrO 2 + 2O -2 + C + 4 → ZrO 3 + CO;
ΖrO3→Zr+6+3O-2;ΖrO 3 → Zr +6 + 3O -2 ;
СО+CO→2С+4+2O-2+4е;СО + CO → 2С +4 +
Zr+6+6e→Zr0;Zr +6 + 6e → Zr 0 ;
С+4+2O-2→CO2;C +4 + 2O -2 → CO 2 ;
H++H+→H2+2e;H + + H + → H 2 + 2e;
Fe2O3+ZrO2+Al2O3+SiO2→Fe2O3×ZrO2×Al2O3×SiO2;Fe 2 O 3 + ZrO 2 + Al 2 O 3 + SiO 2 → Fe 2 O 3 × ZrO 2 × Al 2 O 3 × SiO 2 ;
где e - электрон; или единичный заряд с отрицательным значением собственной валентности, полученный в процессе осуществления ионизации входящих в сырьевые соединения и образующих их атомов.where e is an electron; or a single charge with a negative value of the intrinsic valency obtained in the process of ionizing the atoms that make up the raw materials and form them.
Таким образом, проводя рассмотрение выполняемого в соответствии с указанными выше схемами проведения синтеза составляющих кольцевой столбчатый монокристалл металла из его соединений, можно прийти к выводу, что непосредственно в зоне проведения обработки при осуществлении предложенного способа непрерывно протекают как прямые, так и обратные молекулярные преобразования находящихся там сырьевых компонентов со смещением складывающегося в ней химического равновесия в сторону формирования в этой области столбчатой монокристаллической структуры - создающейся из элемента циркония, а также и отходящих в окружающую используемое устройство наружную атмосферу, выделяемых в процессе выполнения комплекса этих реакций микрообъемов указанных выше летучих газообразных продуктов (CO2; H2O; Н2).Thus, by considering the synthesis of components of an annular columnar single crystal of metal from its compounds, carried out in accordance with the above schemes, it can be concluded that directly and inverse molecular transformations continuously occur directly in the processing zone during the implementation of the proposed method of raw materials with a shift in the chemical equilibrium formed in it towards the formation of single-crystal columnar in this region structure - created from an element of zirconium, as well as the external atmosphere that escapes into the device used in the process, emitted during the complex of these reactions of microvolumes of the above volatile gaseous products (CO 2 ; H 2 O; H 2 ).
Таким образом, проведенное ранее их рассмотрение позволяет утверждать, что полученный из углеродосодержащих молекул, входящих в состав атмосферы и включающих в себя этот компонент (CO2; СН4) газов, в ходе выполнения наносимых по ним магнитных ударов, элемент углерод С+4 в итоге и отнимает у соответствующих соединений циркония высвобожденный при распаде этих компонентов атомарный кислород, плотно прикрепляясь при этом к последнему. Кроме прямых, как уже и сообщалось раньше, в зоне проведения обработки протекают и обратные реакции, в ходе выполнения которых формируются объемы летучих газов, имеющих в условиях этого мощного и непрерывно выполняемого энергетического воздействия минимум своей внутренней энергии (H2O; CO2; Н2 и т.д.).Thus, their previous analysis allows us to state that the carbon element С +4 в is obtained from carbon-containing molecules that are part of the atmosphere and include this component (CO 2 ; CH 4 ) of gases during magnetic strikes as a result, it takes away from the corresponding zirconium compounds the atomic oxygen released during the decomposition of these components, while being tightly attached to the latter. In addition to direct ones, as was previously reported, reverse reactions also occur in the processing zone, during which volatile gases are formed that have, under the conditions of this powerful and continuously performed energy exposure, a minimum of their internal energy (H 2 O; CO 2 ; Н 2 , etc.).
В силу наличия влияния всего указанного выше комплекса условий, полученное таким образом новое металлическое образование, представляет собой устойчивый, по отношению к воздействию всех этих внешних, искусственно созданных силовых факторов, кольцевой столбчатый монокристалл, обладающий одной и той же, заранее заданной пространственной конфигурацией, составляющие которого не переходят в соединение с другими, находящимися рядом с ним активными компонентами в условиях этого интенсивно проводимого энергетического воздействия.Due to the influence of the whole complex of conditions indicated above, the new metal formation thus obtained is a stable, in relation to the influence of all these external, artificially created force factors, annular columnar single crystal having the same predefined spatial configuration, components which do not go into connection with other active components located next to it under the conditions of this intensively conducted energy exposure.
К характерным особенностям проведения кристаллизации отдельных входящих в него металлических компонентов, следует, прежде всего, отнести то, что само формирование образующих последний, указанных выше отдельных его структурных элементов, четко задано таким основным параметром технологического процесса проведения обработки, как величина напряженности формируемых в зоне осуществления преобразования исходных металлических соединений в необходимый конечный продукт, генерируемых там «трапециидальных» магнитных полей.The characteristic features of crystallization of the individual metal components included in it should include, first of all, the fact that the very formation of the latter, the above-mentioned individual structural elements, is clearly defined by such a basic parameter of the technological process of processing as the magnitude of the tension generated in the implementation zone transforming the initial metal compounds into the necessary final product, generated there "trapezoidal" magnetic fields.
То есть сама эта возможность осуществления его получения определяется, прежде всего, настоятельной необходимостью строго соблюдения установленной технологией проведения переработки исходного сырья, нижней границы диапазона возможных изменений значения этого параметра (напряженность в зоне обработки должна всегда иметь величину ≥1×105 А/м), а частота колебаний применяемых при синтезе металла циркония обрабатывающих физических полей может соответствовать только величине 30-50 колебаний в течение одного часа.That is, this very possibility of obtaining it is determined, first of all, by the urgent need to strictly comply with the established technology for processing raw materials, the lower limit of the range of possible changes in the value of this parameter (the tension in the processing zone should always be ≥1 × 10 5 A / m) and the oscillation frequency of the processing physical fields used in the synthesis of zirconium metal can only correspond to 30-50 vibrations per hour.
В общем и целом следует считать, что указанные ранее специфические особенности, присущие выполняемой указанным выше образом технологии обработки как бы позволяют имитировать условия проведения так называемой «зоной плавки». То есть осуществление процесса выращивания кристалла в постоянно перемещающейся в полости корпуса рабочей камеры с совершением ею угловых поворотов вокруг собственной продольной оси симметрии, подача «трапецивидных» импульсов, имеющих угловые смещения относительно друг друга и в соседних, осуществляющих подвод составленных их них пакетов псевдофазах, в конечном итоге, и обеспечивает формирование получаемой в устройстве кристаллической структуры в виде столбчатого кольцевого монолитного образования, состоящего исключительно из одного основного элемента - металла, а именно - циркония.In general, it should be considered that the previously mentioned specific features inherent in the processing technology performed in the aforementioned manner as if allow simulating the conditions for the so-called "melting zone". That is, the implementation of the crystal growth process in the working chamber constantly moving in the cavity of the working chamber with its angular rotations around its own longitudinal axis of symmetry, the supply of "trapezoidal" pulses having angular displacements relative to each other and in adjacent pseudophase packets that supply them composed in ultimately, and ensures the formation of the crystalline structure obtained in the device in the form of a columnar annular monolithic formation consisting solely of th main cell - metal - namely zirconium.
Другие же вещества загрязнители, также присутствующие в составе имеющихся в исходной сырьевой смеси примесей, неизбежно окажутся преобразованными в новые кристаллические образования, в последующем из которых и синтезируются появляющиеся по завершению процесса обработки мелкодисперсные сыпучие шлаковые отходы. Последние представляют собой миниатюрные зерна желтого цвета с зеленоватым оттенком, с габаритными размерами от 0,1 до 0,6 мм. Состав этих «хвостов» в большей своей части состоит из «примесей-загрязнителей», ранее входивших в состав применяемой при выполнении обработки рудной породы - «циркона», которые, в последующем, вступая в серию точно таким же образом протекающих непосредственно в зоне осуществления структурных преобразований используемых рудных составляющих, химических реакций, были превращены в набор указанных выше специфических шлаковых отходов (т.е. неметаллических «зернышек», состоящих из соединений Hf; SiO2; U3O8; P2O5; ZrO2; Al2O3; Fe2O3; TiO2 и т.д.).Other pollutants, which are also present in the composition of the impurities present in the initial raw material mixture, will inevitably be converted to new crystalline formations, subsequently of which finely dispersed loose slag waste appears upon completion of the processing. The latter are miniature yellow grains with a greenish tint, with overall dimensions from 0.1 to 0.6 mm. The composition of these “tails” for the most part consists of “contaminant impurities” that were previously part of the ore rock used in the processing — zircon, which subsequently enters into a series of exactly the same proceeding directly in the structural zone transformations of the ore components used, chemical reactions, were turned into a set of the specific slag wastes indicated above (ie non-metallic “grains” consisting of Hf; SiO 2 ; U 3 O 8 ; P 2 O 5 ; ZrO 2 ; Al 2 O 3 ; Fe 2 O 3 ; TiO 2 , etc.).
Некоторая, сравнительно небольшая часть из них, представлена, как уже было отмечено и ранее, крупицами ферроцирконоалюмосиликатов, а также очень похожими на это же вещество их аналогами - ферротитаноалюмосиликатами. Количество и тех, и других шлаковых компонентов составляет в среднем 10-20% от общего, полученного по завершению процесса переработки сырья, объема этих «хвостов».Some, relatively small part of them are represented, as was already noted earlier, by particles of ferrozirconoaluminosilicates, as well as their analogues very similar to the same substance - ferrotitanoaluminosilicates. The amount of both those and other slag components is on average 10-20% of the total, obtained at the end of the processing of raw materials, the volume of these "tails".
Указанное выше вещество может быть использовано после проведения дополнительного размола и затворения водой, для формирования изделий, состоящих из электроизоляционной, тугоплавкой керамики.The above substance can be used after additional grinding and mixing with water, for the formation of products consisting of electrical insulating, refractory ceramics.
В роли исходного сырья для выполнения предлагаемого способа могут выступать различные концентраты рудных пород, в состав которых в качестве одного из составляющих последних компонентов входят любые соединения циркония. Переработка их может осуществляться без привлечения каких-либо дополнительных операций для проведения их предварительной доочистки.The role of the feedstock for the implementation of the proposed method can be various concentrates of ore rocks, which include any zirconium compounds as one of the constituents of the latter components. Their processing can be carried out without involving any additional operations for their preliminary post-treatment.
Обработка сырьевой исходной суспензии, осуществляемая в соответствии с предложенной технологией, производится при напряженности «трапециевидных» магнитных полей, замеряемой непосредственно в полости используемой рабочей камеры, составляющей величину 1×105÷1,5×105 А/м. Частота колебаний этих применяемых для переработки исходных рудных материалов силовых образований находится в пределах от 30 до 50 единиц, пропускаемых через соленоиды обрабатывающих магнитных контуров «трапециидальных» импульсов в течение одного часа.The processing of the raw feed slurry, carried out in accordance with the proposed technology, is carried out with the intensity of the "trapezoidal" magnetic fields, measured directly in the cavity of the working chamber used, amounting to 1 × 10 5 ÷ 1.5 × 10 5 A / m. The oscillation frequency of these force formations used for processing the initial ore materials is in the range from 30 to 50 units, passed through the solenoids of the processing magnetic circuits of the “trapezoidal" pulses for one hour.
При выполнении предложенного способа проведения обработки сырья, т.е. при получении металлического циркония из исходного рудного материала использовалась смонтированная на трех опоясывающих наружную боковую поверхность корпуса технологическая магнитная система, в свою очередь, состоящая из Ф-образных магнитных контуров, в нижней части которых имелись «пропущенные» сквозь стенки этого сборного узла устройства фокусирующие насадки, размещенные в установочных втулках. Количество такого рода магнитных генераторов, закрепленных на каждой проходящей по корпусу устройства установочной спирали, составляло величину, равную от девяти до восемнадцати единиц.When performing the proposed method for processing raw materials, i.e. upon receipt of metal zirconium from the initial ore material, a technological magnetic system mounted on three encircling the outer side surface of the housing was used, in turn, consisting of F-shaped magnetic circuits, in the lower part of which there were focusing tips “passed” through the walls of this assembly unit of the device, located in installation sleeves. The number of such magnetic generators fixed on each installation spiral passing through the device casing was from nine to eighteen units.
Обрабатывающие сырье Ф-образные магнитные контура на поверхности корпуса устройства монтировались таким образом, чтобы имеющаяся в них фокусирующая насадка, расположенная в монтажной полости установочной втулки, проходила сквозь стенки корпуса как бы в радиальном направлении относительно продольной оси симметрии этого сборного узла (то есть под углом 90° к установочной спиральной линии).The F-shaped magnetic contours that process the raw materials are mounted on the surface of the device’s body in such a way that the focusing nozzle in them, located in the mounting cavity of the mounting sleeve, passes through the case walls in a radial direction relative to the longitudinal axis of symmetry of this assembly (i.e., at an angle 90 ° to the installation spiral line).
Углы, под которыми осуществлялось закрепление обдувочных сопел 0, составляли значение, равное 30-45° (как для тангенциальных, так и радиальных) относительно той поверхности корпуса, на которой они и были смонтированы. Установка этих сопел 10 проводилась точно таким же образом, как и обрабатывающих магнитных контуров 11, то есть тоже с применением трех установочных спиралей. Во входящей непосредственно в состав съемного накидного колпака 4 загрузочный бункер 2 перед началом осуществления процесса получения металлического циркония, загружалось 60 литров исходной сырьевой массы. Последняя представляла из себя полученную при проведении размешивания мелких, имеющих консистенцию пудры, частиц циркониевой руды в заданном объеме воды, двухкомпонентную грязеобразную водяную суспензию. Применяемые в составе этого исходного сырьевого продукта твердые его компоненты, образующие в нем так называемый «сухой остаток», были получены из ближайших обогатительных фабрик, где осуществлялось изготовление концентратов из разрабатываемых неподалеку от них карьерных рудных пород, в целях дальнейшего использования полученного продукта для удовлетворения соответствующих нужд действующего металлургического производства.The angles at which the
Перед началом приготовления сырьевой водяной суспензии выполнялась операция по разбивке составляющих указанные выше рудные концентраты кусков на мелкодисперсные частицы, проводимое с помощью обычной шаровой мельницы. Перед дроблением кусков породы осуществлялось дозирование входящих в состав «сухого остатка» используемой сырьевой смеси рудных концентратов, обеспечивающее формирование последней с заданным технологией содержанием составляющих ее исходных компонентов (соединений циркония ΖrO2).Before starting the preparation of the raw aqueous suspension, an operation was carried out to break up the pieces of ore concentrates of the pieces that are described above into fine particles, carried out using a conventional ball mill. Before crushing pieces of rock, dosing of the ore concentrates used in the "dry residue" of the raw material mixture was carried out, ensuring the formation of the latter with the specified technology by the content of its starting components (zirconium compounds ΖrO 2 ).
Поучаемые при проведении «ультратонкого помола» частицы исходного сырья имели габаритные размеры в диапазоне от 0,001 до 0,008 мм. Время обработки указанного выше объема сырья с применением такого рода «трехспиральной» магнитной системы, содержащей в своем составе Ф-образные обрабатывающие магнитные контуры с радиальными фокусирующими насадками, и при использовании указанного ранее диапазона значений напряженности магнитного поля, составляло в среднем 35÷45 минут. Выход готового металлического монокристалла в расчете на применение для его получения 60 литров сырьевой водяной суспензии достигал величины от 17 кг до 19,2 кг (28%-32%) от значения общего применяемого при обработке ее объема). Эти показатели достаточно близко подходят к теоретически возможному пределу, определяющему общее количество вырабатываемого из исходной массы сырьевого материала металлического циркония при указанном ниже процентном содержании соединений циркония, в используемых при осуществлении процесса обработки и включающих в себя этот компонент применяемых рудных пород.The particles of the feedstock taught during the "ultrafine grinding" had overall dimensions in the range from 0.001 to 0.008 mm. The processing time of the above volume of raw materials using this kind of “three-helix” magnetic system containing F-shaped processing magnetic circuits with radial focusing nozzles and using the previously indicated range of magnetic field strengths averaged 35–45 minutes. The yield of the finished metal single crystal, calculated on the use of 60 liters of raw aqueous suspension to obtain it, reached values from 17 kg to 19.2 kg (28% -32%) of the total volume used in processing it). These indicators come close enough to the theoretically possible limit that determines the total amount of zirconium metal produced from the initial mass of the raw material at the following percentage of zirconium compounds used in the processing process and including this component of the used ore rocks.
Концентрация основного, составляющего формируемый столбчатый кольцевой монокристалл элемента циркония, в общей массе последнего, имеет величину равную 99, 99999%. (То есть изготовленный в соответствии с приведенной выше технологической схемой проведения процесса обработки металлический цирконий совершенно однозначно должен быть отнесен к категории «ядерно» чистых).The concentration of the main component of the formed columnar ring single crystal of the element of zirconium, in the total mass of the latter, has a value equal to 99, 99999%. (That is, metal zirconium manufactured in accordance with the above technological scheme of the processing process should definitely be categorized as "nuclear" pure).
Предложенный способ получения металлического циркония выполняется при комнатных температурах (17-27°С), а обработка исходного сырья производится под действием струй сжатого воздуха, подаваемых в зоны осуществления структурных преобразований, под избыточным давлением 0,4÷6,0 кгс/см2.The proposed method for producing metal zirconium is performed at room temperature (17-27 ° C), and the processing of the feedstock is carried out under the action of jets of compressed air supplied to the zones of structural transformations under an overpressure of 0.4 ÷ 6.0 kgf / cm 2 .
Назначенные для проведения переработки исходных сырьевых материалов технологические режимы - напряженность «трапецевидных» магнитных полей, частота колебаний, создающих эти поля импульсов тока, время осуществления обработки, величина избыточного давления в объемах подаваемого к сырьевому материалу сжатого воздуха (и т.п., и т.д.), назначены исходя из соображений формирования наиболее оптимальных условий для ускоренного протекания заданных технологией получения металла структурных преобразований входящих в состав руды соединений указанного выше элемента в сам этот необходимый конечный продукт, то есть состоящий из него столбчатый кольцевой монокристалл.The technological modes assigned for the processing of initial raw materials are the intensity of the “trapezoidal” magnetic fields, the frequency of oscillations that create these fields of current pulses, the processing time, the amount of excess pressure in the volumes of compressed air supplied to the raw material (etc., etc. .d.), are assigned on the basis of considerations of the formation of the most optimal conditions for the accelerated flow of structural transformations of ore compounds specified in the ore production technology specified by the metal production technology of the above element into this necessary final product itself, i.e. a columnar ring single crystal consisting of it.
Процентное содержание в смеси «сухого остатка, сформированного из твердых частиц, применяемых для получения металла исходных рудных пород, в составе используемой в процессе обработки водяной суспензии, назначено исходя из наличия действия следующих факторов.The percentage in the mixture of "dry residue formed from solid particles used to obtain the metal of the original ore rocks in the composition of the aqueous suspension used in the processing is determined based on the presence of the following factors.
При концентрации такого рода составляющего ее компонента в последней меньшей, чем 40%, применяемый сырьевой материал автоматически превращается в «бедный», что отрицательно сказывается на показателях эффективности процесса проведения переработки сырья, так как существенно уменьшается выход необходимого конечного продукта. При увеличении же его содержания выше значения в 70%, перерабатываемая сырьевая масса резко снижает показатели, определяющие степень ее пластичности. Это, в конечном итоге, существенно затрудняет выполнение процесса перемещения ее из объема загрузочного бункера в полость передвижной рабочей камеры, а также и последующий перенос составляющих массу сырья микропорций этого материала по размещенным в ней зонам осуществлении генерации обрабатывающих магнитных полей.When the concentration of this component component in the latter is less than 40%, the raw material used automatically turns into “poor”, which negatively affects the efficiency indicators of the process of processing raw materials, since the yield of the required final product is significantly reduced. With an increase in its content above a value of 70%, the processed raw material sharply reduces the indicators determining the degree of its plasticity. This, in the end, significantly complicates the process of moving it from the volume of the loading hopper into the cavity of the mobile working chamber, as well as the subsequent transfer of the microportions of this material that make up the mass of raw materials through the zones for generating processing magnetic fields located in it.
Размеры частиц, применяемых для получения водяной суспензии рудных пород, габариты которых определены значением в 0,001÷0,008 мм, назначены исходя из необходимости проведения формирования с их применением «устойчивой» пластичной грязеобразной сырьевой массы.The sizes of particles used to obtain an aqueous suspension of ore rocks, the dimensions of which are determined by a value of 0.001 ÷ 0.008 mm, are assigned based on the need to form with their use a “stable” plastic mud-like raw material mass.
Последняя не должна расслаиваться на отдельные составляющие ее компоненты за необходимый для полного завершения процесса обработки временной промежуток.The latter should not be stratified into its individual components for the time period necessary for the complete completion of the processing process.
Для выполнения процесса получения металлического циркония, осуществляемого с применением предложенного способа использовалась смесь, состоящая из рудного концентрата, содержащего соединения циркония и элементов - примесей (соответственно - так называемый «цирконит»).To perform the process of producing metallic zirconium, carried out using the proposed method, a mixture was used consisting of an ore concentrate containing zirconium compounds and impurity elements (respectively, the so-called "zirconite").
Применяемая в качестве основного исходного компонента для получения необходимого сырьевого материала рудная порода содержала в своем составе:The ore rock used as the main source component to obtain the necessary raw material contained in its composition:
Циркониевый концентрат:Zirconium concentrate:
1. ZrO2 - 66%;1. ZrO 2 - 66%;
2. Hf - 1,8%;2. Hf - 1.8%;
3. SiO2 - 30,l%;3. SiO 2 - 30, l%;
4. Al2O3 - 0,52%;4. Al 2 O 3 - 0.52%;
5. Fe2O3 - 0,44%;5. Fe 2 O 3 - 0.44%;
6. TiO2 - 0,62%;6. TiO 2 - 0.62%;
7. U3O8 - 0,022%;7. U 3 O 8 - 0.022%;
8. Р2О5 - 0,091%;8. P 2 O 5 - 0.091%;
9. Другие элементы - примеси, присутствующие в земной коре, остальное - до 100%.9. Other elements - impurities present in the earth's crust, the rest - up to 100%.
Перед измельчением указанной выше породы производилось ее предварительное дозирование, обеспечивающее доведение содержания последней в используемом для приготовления вязкой водной суспензии так называемом «сухом остатке» в следующих количествах:Before grinding the above breed, it was pre-dosed to ensure that the content of the latter in the so-called “dry residue” used in the preparation of a viscous aqueous suspension was adjusted in the following amounts:
циркониевый концентрат - 40-70%;zirconium concentrate - 40-70%;
вода H2O - остальное до 100%.water H 2 O - the rest is up to 100%.
При проведении всех указанных ниже экспериментов по получению металлического циркония с применением для достижения этой цели предложенного способа использовалось однотипное сырье, содержащее перечисленные ранее компоненты, в том числе и соединения циркония, имеющее один и тот же ранее здесь отмеченный состав.When carrying out all of the experiments below to obtain metallic zirconium using the proposed method to achieve this goal, we used the same type of raw material containing the components listed above, including zirconium compounds having the same composition noted above.
Перед началом приготовления загружаемой в перерабатывающее устройство водяной суспензии, осуществлялось измельчение кусков применяемой в ней исходной рудной составляющей с помощью шаровой мельницы, с получением из этих кусковых материалов, входивших в эти крупногабаритные образования частиц, дисперсность которых соответствовала значению 0,001-0,008 мм.Before starting the preparation of an aqueous suspension loaded into the processing device, pieces of the initial ore component used in it were crushed using a ball mill to obtain from these bulk materials included in these large-sized particle formations, the dispersion of which corresponded to a value of 0.001-0.008 mm.
Образующийся по завершению процесса обработки конечный продукт представлял собой столбчатый кольцевой монокристалл, состоящий из металлического циркония, а из входящих в состав используемой руды примесей - загрязнителей формировались хвосты - мелкозернистые шлаковые отходы. Размолотые на мелкие частицы, то есть до состояния «пудры», содержащие соединения циркония и других компонентов - примесей, исходные рудные породы затем заливались заранее заданным технологией обработки объемом воды, и перемешивались в ней до получения из всех этих, указанных выше сырьевых продуктов однородной, вязкой пластичной грязеобразной суспензии.The final product formed at the end of the processing process was a columnar ring single crystal consisting of zirconium metal, and tails, fine-grained slag waste, were formed from the impurities that make up the ore used. Milled into small particles, that is, to the state of “powder”, containing zirconium compounds and other components - impurities, the initial ore rocks were then poured with a predetermined treatment technology by the volume of water and mixed in it until all of the above raw materials were homogeneous, viscous plastic mud-like suspension.
После изготовления последней производилась загрузка сформированной при осуществлении этой операции массы грязеобразной субстанции непосредственно в загрузочный бункер самого используемого для получения металлического сплава устройства.After the manufacture of the latter, the mass of dirt-like substance formed during this operation was loaded directly into the loading hopper of the device used to obtain the metal alloy.
Далее процесс выполнения предлагаемого способа иллюстрируется при помощи ряда приводимых ниже примеров.Further, the process of implementing the proposed method is illustrated using a number of examples below.
Пример 1. В загрузочный бункер 2, имеющий объем 60 л, помещалась водяная суспензия, содержащая сырьевую смесь, в состав которой входили твердые частицы, полученные из циркониевого концентрата. Содержание самого этого «сухого остатка» в объеме используемой при проведении обработки водяной суспензии составило значение равное 40% (24 кг). Остальная масса загрузки была представлена водой - 60% (36 литров).Example 1. In a
После завершения операции загрузки исходного перерабатываемого материала 1 и окончания выполнения операции освобождения от него внутренней полости бункера 2, откуда грязеобразная водяная суспензия через сквозной люк «В» самотеком поступала непосредственно прямо в пространство передвижной рабочей камеры, одновременно включались:After completion of the loading operation of the source material being processed 1 and the completion of the operation for releasing the inner cavity of the
- внешний привод устройства, обеспечивающий возвратно поступательное передвижение ходового валика 8, а также кинематически связанной с ним самой рабочей камерой, с одновременным выполнением ею угловых поворотов вокруг собственной продольной оси симметрии;- an external drive of the device, providing reciprocating movement of the
- подсоединялись все обмотки-катушки 13, входящие в состав магнитных контуров 11 к электронному блоку, присутствующему в схеме внешнего источника электрического снабжения, наличие которого обеспечивало подвод к указанным выше элементам пакетов импульсов, каждый из которых имел форму в виде «трапеции»;- all winding
- через все обдувочные сопла 10, размещенные на корпусе 6 устройства начинала осуществляться подача струй сжатого воздуха.- through all the blowing
Поступление его к указанным выше обдувочным элементам 10 из внешней подающей магистрали в этом примере производилось под избыточным давлением 0,4 кгс/см2. Напряженность генерируемых в полости рабочей камеры и имеющих форму своего рода спиралевидной «цилиндрической» «бахромы» «трапециобразных» магнитных полей, соответствовала величине 1,0×105 А/м.Its receipt to the above-mentioned
Частота поступления импульсов, имеющих конфигурацию «трапеции», на обмотки-катушки 13 генераторов 11, составляла 50 единиц в течение одного часа.The frequency of arrival of pulses having the "trapezoid" configuration on the winding
Передвижная рабочая камера перемещалась из зоны проведения загрузки к переднему «правому» концу корпуса 6 устройства, а затем обратно в исходное «левое» положение со скоростью 40 мм/мин. При этом она совершала обороты вокруг собственной продольной оси симметрии. Количество последних составляло величину, равную 4 об/мин. При выполнении перехода от «прямого перемещения» рабочей камеры к «обратному», производился реверс направления вращения составляющих ее конструктивных элементов, которое менялось на противоположное.The mobile working chamber moved from the loading zone to the front “right” end of the
Время всего цикла обработки исходного сырьевого материала 1 в общем итоге, составило величину, равную 40 минутам (0,67 часа).The time of the entire processing cycle of the starting
Перемещаемая «туда-обратно» вместе с передвижной рабочей камерой сырьевая масса 1 под воздействием осуществляемого в устройстве магнитного облучения, формируемого генераторами 11 и фокусирующими насадками 14, по завершению процесса обработки была преобразована в столбчатый кольцевой монокристалл «И». Последний осаждался прямо на слое шлаковых отходов «Ж», покрывающем боковую поверхность распорного стержня-затравки 7, и целиком состоял из металлического циркония Zr. Содержание этого, указанного выше, элемента сформированного таким образом конечного продукта, составляла величину, равную 99,99999%.The
Цветовой оттенок полученного монокристалла был серебристо-серым. Масса полученного таким образом готового конечного продукта соответствовала значению 10,2 кг. Вес сформированных обработкой мелкозернистых шлаковых отходов составлял величину 8,4 кг. Остальной остаток массы исходного сырьевого материала был затрачен на формирование летучих газовых соединений, которые были выброшены из полости устройства в наружную атмосферу.The color tone of the obtained single crystal was silver-gray. The mass of the finished product thus obtained was consistent with a value of 10.2 kg. The weight formed by the processing of fine-grained slag waste was 8.4 kg. The rest of the mass of the original raw material was spent on the formation of volatile gas compounds that were ejected from the cavity of the device into the outside atmosphere.
Пример 2. Обработка исходного сырья осуществлялась в соответствии с той же схемой, что была указана и в примере 1.Example 2. The processing of feedstock was carried out in accordance with the same scheme as was indicated in example 1.
Исходная рудная смесь содержали «сухой остаток», количество которого относительно всего используемого объема водяной суспензии имело величину 70% (42 кг). Остальной объем исходного продукта составила вода - 30% или 18 литров. Подача воздуха к обрабатываемому сырью осуществлялась под избыточным давлением, равным 6,0 кгс/см2. Перемещение рабочей камеры с загруженным в нее исходным материалом производилась со скоростью 60 мм/мин, а угловое вращение входящих в ее состав конструктивных элементов выполнялось при значении этого параметра, соответствующему 2 об/минуту.The initial ore mixture contained a “dry residue”, the amount of which relative to the total volume of water suspension used was 70% (42 kg). The remaining volume of the initial product was water - 30% or 18 liters. The air supply to the processed raw materials was carried out under excess pressure equal to 6.0 kgf / cm 2 . The working chamber was moved with the source material loaded into it at a speed of 60 mm / min, and the angular rotation of the structural elements included in it was carried out at a value of this parameter corresponding to 2 rpm.
Напряженность генерируемых в объеме рабочей камеры и образующих там спиралевидную цилиндрическую магнитную бахрому - «частокол» физических полей соответствовало 1,28×105 А/м. Количество пропускаемых через обмотки катушки 13 магнитных генераторов 11 трапециидальных электрических импульсов равнялось значению 40 единиц в течение одного часа.The tension generated in the volume of the working chamber and forming there a spiral-shaped cylindrical magnetic fringe - the “stockade” of physical fields corresponded to 1.28 × 10 5 A / m. The number of trapezoidal
Время проведения обработки в этих условиях соответствовало продолжительности периода, равной 39 минутам (0,65 часа). Вес полученного по завершению этого процесса столбчатого кольцевого монокристалла, осажденного на стержне-затравке, и образованного из металлического циркония Zr, составил 19,9 кг. Количество входящего в сформированную при проведении обработки кристаллическую структуру указанного выше элемента составляло величину, равную 99,99999%.The processing time under these conditions corresponded to a period of 39 minutes (0.65 hours). The weight of the columnar ring single crystal obtained at the end of this process deposited on a seed rod and formed from metallic zirconium Zr was 19.9 kg. The amount included in the formed during the processing of the crystalline structure of the above element was a value equal to 99.99999%.
Остальное количество неиспользованного сырьевого материала было израсходовано для получения мелкозернистых шлаковых отходов - 16,2 кг и отправленных в наружную атмосферу объемов летучих газовых соединений.The remaining amount of unused raw material was used up to obtain fine-grained slag waste - 16.2 kg and volumes of volatile gas compounds sent to the outside atmosphere.
Пример 3. Обработка полученной из частиц исходных руд пород сырьевой суспензии осуществлялась в соответствии с той же схемой, что была уже указана в примерах 1, 2.Example 3. The processing obtained from the particles of the source ores of the rocks of the raw material suspension was carried out in accordance with the same scheme as was already indicated in examples 1, 2.
Содержание так называемого «сухого остатка» в составе применяемой при выполнении обработки водяной суспензии, сформированного из частиц входящих в его массу рудных пород, составила величину в 60% от всего ее количества или 36 кг. Остальной объем сырьевой суспензии был представлен водой - 40% (24 литра).The content of the so-called “dry residue” in the composition used in the processing of the aqueous suspension formed from particles of ore rocks included in its mass amounted to 60% of its total amount or 36 kg. The remaining volume of the raw suspension was water - 40% (24 liters).
Подача сжатого воздуха через обдувочные сопла 10 выполнялась под избыточным давлением 4 кгс/см2.The supply of compressed air through the blowing
Продольное перемещение рабочей камеры вдоль корпуса устройства осуществлялось при величине проведения ее подачи, равной 50 мм/мин. Угловая скорость вращения составляющих ее элементов была равна значению 2,8 об/мин.The longitudinal movement of the working chamber along the housing of the device was carried out at a feed rate of 50 mm / min. The angular rotation speed of its constituent elements was equal to a value of 2.8 rpm.
Напряженность генерируемых в объеме рабочей камеры обрабатывающих магнитных полей составляла величину, равную 1,5×105 А/м. Количество подавляемых на обмотки-катушки 13 трапециидальных импульсов подводимых от внешнего источника питания, было равным 50 единицам за один час. Время обработки соответствовало величине в 35 минут (0,583 часа).The intensity of the processing magnetic fields generated in the volume of the working chamber was 1.5 × 10 5 A / m. The number of 13 trapezoidal pulses suppressed to the coil windings supplied from an external power source was equal to 50 units in one hour. The processing time corresponded to a value of 35 minutes (0.583 hours).
В итоге выполнения процесса переработки исходного сырья на стержне-затравке 7 был сформирован столбчатый кольцевой монокристалл, целиком состоящий из элемента циркония Zr. Вес полученного кристалла составил величину в 18,8 кг. Степень чистоты содержания в его составе основного, образующего его металла Zr, соответствовала величине 99,99999%. Остальная масса использованного для получения материала была затрачена на формирование мелкодисперсных шлаковых отходов 13,6 кг, а также отправленных во внешнюю атмосферу летучих газовых соединений.As a result of the process of processing the feedstock on the
Как наглядно видно из представленных выше примеров осуществления получения металлического циркония Zr, при соблюдении заданных технологией обработки режимов ее проведения, формируемый в рабочей камере применяемого устройства виде кольцевого столбчатого монокристалла конечный продукт обладает, прежде всего, высокой степенью чистоты по содержанию в этом образовании, основного, составляющего его элемента Zr - «семь девяток». То есть изготовленный указанный выше образом металлический цирконий входит в категорию «ядерно чистых».As can be clearly seen from the above examples of the production of Zirconium metal Zr, subject to the processing conditions specified by the processing technology, the final product formed in the working chamber of the device used in the form of a circular columnar single crystal has, first of all, a high degree of purity in terms of the content in this formation, the main its constituent element Zr is “seven nines”. That is, metal zirconium manufactured in the above manner is included in the category of “nuclear pure”.
Сам этот формируемый в используемом устройстве кольцевой столбчатый монокристалл, имеет неровную «бугристую», «шишковатую» наружную поверхность, а неравномерность толщины образующих этот продукт стенок достигает значения, равного 15-20%. При всех режимах проведения обработки исходного сырья изготовленный с ее применением готовый монокристалл имеет серебристо-серый оттенок.This ring-shaped single crystal formed in the device used itself has an uneven “tuberous”, “lumpy” outer surface, and the uneven thickness of the walls forming this product reaches a value of 15–20%. Under all modes of processing the feedstock, the finished single crystal made with its use has a silver-gray hue.
Полученный в соответствии с указанной ранее технологической схемой (примеры 1, 2, 3) проведения переработки исходного рудного сырья металлический цирконий, обладает следующим набором собственных технических характеристик:Obtained in accordance with the previously indicated technological scheme (examples 1, 2, 3) of processing the initial ore ore metal zirconium, has the following set of its own technical characteristics:
1. Удельный объемный вес - 6,1 г/см3;1. The specific volumetric weight is 6.1 g / cm3;
2. Температура плавления Тпл - 2742°С;2. The melting temperature T PL - 2742 ° C;
3. Удельное объемное электрическое сопротивление, ρ - 39,1 Η·Οµ·Μ;3. Specific volume electric resistance, ρ - 39.1 Η · Οµ · Μ;
4. Коэффициент теплопроводности (100°С) - 22,4 Вт/М·К;4. The coefficient of thermal conductivity (100 ° C) - 22.4 W / M · K;
5. Сохраняет пластичность при нагреве ≤157°С;5. It retains ductility when heated ≤157 ° C;
6. Сохраняет свойства парамагнетика при нагреве ≤360°С;6. Preserves the properties of paramagnet when heated ≤360 ° С;
7. Модуль упругости (20°С) - 106 Мн/мм2;7. The modulus of elasticity (20 ° C) - 106 Mn / mm 2 ;
9. Предел прочности при растяжении σпр - 0,29 ГПа;9. Tensile strength σpr - 0.29 GPa;
9. Наружная поверхностная твердость HRC - 58-60 ед.;9. External surface hardness HRC - 58-60 units .;
10. Не вступает в реакцию с водными растворами 30% сильных неорганических кислот (H2SO4; HCl; HNO3) и щелочей - KOH; NaOH с концентрацией 300 г/литр; при комнатной температуре, при выдержке в течение 5 суток.10. Does not react with aqueous solutions of 30% strong inorganic acids (H 2 SO 4 ; HCl; HNO 3 ) and alkalis - KOH; 300 g / liter NaOH; at room temperature, with exposure for 5 days.
Реагирует с указанными выше растворами при превышении значения их температурного предела ≥110°С.Reacts with the above solutions when exceeding their temperature limit of ≥110 ° C.
Изготовленный указанным образом металлический цирконий имеет нестандартную, специфической формы кристаллическую решетку, больше всего похожую на набор состыкованных своими торцевыми плоскостями шестиугольных призм, скрученных в цилиндрическую спираль.The metal zirconium made in this way has a non-standard, specific-shaped crystal lattice, most similar to a set of hexagonal prisms joined by their end planes, twisted into a cylindrical spiral.
Исходя из всего, отмеченного здесь ранее, следует обратить внимание еще и на то, что проведение процесса формирования металлического циркония так называемой «ядерной чистоты», т.е. состоящего из этого элемента нового кристаллического образования, практически не содержащего в своем составе никаких посторонних примесей-загрязнителей, и, кроме того, еще и обладающего высоким собственным физико-механическими свойствами, а также и «тугоплавкостью», может вполне успешно осуществляться с применением широко распространенных и давно используемых для удовлетворения соответствующих нужд действующего металлургического производства рудных концентратов, без проведения для этого каких-либо дополнительных операций по их доочистке или соответствующей доработке.Based on everything noted here earlier, attention should also be paid to the fact that the process of forming metal zirconium of the so-called "nuclear purity", i.e. consisting of a new crystalline formation from this element, which practically does not contain any extraneous impurities-pollutants, and, in addition, which also has high intrinsic physical and mechanical properties, as well as “refractoriness”, it can be quite successfully implemented using widespread and have long been used to meet the relevant needs of the current metallurgical production of ore concentrates, without any additional operations for their cleaning or appropriate revision.
В дальнейшем, в представленных ниже материалах излагаются конструктивные принципы, в соответствии с которыми выполняется само используемое для осуществления этого способа устройство. Наличие последних, в свою очередь, и обеспечивает получение в процессе применения этого агрегата необходимого положительного эффекта.Further, in the materials presented below, structural principles are set forth in accordance with which the device itself used to implement this method is implemented. The presence of the latter, in turn, ensures that the necessary positive effect is obtained during the application of this unit.
На представленных чертежах изображено устройство для осуществления предложенного способа получения металлического циркония.The drawings show a device for implementing the proposed method for producing metallic zirconium.
На фиг.1 - продольный срез-схема устройства с установленными на его корпусе основными, обеспечивающими проведение обработку сырья функциональными обслуживающими указанный выше процесс узлами.Figure 1 is a longitudinal sectional diagram of the device with the main ones installed on its body, which ensure the processing of raw materials by the functional units serving the above process.
На фиг.2 - поперечный разрез корпуса устройства по А-А, проходящий непосредственно через его рабочую камеру с формирующимся в ней столбчатым кольцевым монокристаллом металлического циркония.Figure 2 is a transverse section of the housing of the device along AA, passing directly through its working chamber with a columnar ring single crystal of metal zirconium formed in it.
На фиг.3 - изображение узла 1 (см. фиг.2), на котором в увеличенном масштабе приводится вариант проведения установки Ф-образного силового магнитного контура 11 на корпусе 6 используемого при обработке устройства.Figure 3 - image of the node 1 (see figure 2), which on an enlarged scale shows the installation of the F-shaped power
На фиг.4 - узел II (см. фиг.2), с изображением закрепленного на корпусе 6 устройства обдувочного сопла 10, осуществляющего подачу в полость последнего струй сжатого воздуха.Figure 4 - node II (see figure 2), with the image fixed on the
На фиг.5 - представлена схема проведения подачи «трапецеидальных» импульсов тока, посылаемых на каждую из входящих в состав магнитного контура 11 обмоток - катушек 13, выполняющих в этих магнитных генераторах функции соленоидов.Figure 5 - shows a diagram of the supply of "trapezoidal" current pulses sent to each of the windings — coils 13 — which are part of the
На всех этих фигурах, в свою очередь, обозначены:On all these figures, in turn, are indicated:
Поз.1 - исходная сырьевая субстанция, с применением которой и производится получение необходимого конечного продукта - металлического циркония.Pos.1 - the initial raw material substance, with the use of which the necessary final product is obtained - metal zirconium.
Поз.2 - загрузочный бункер, в полость которого перерабатываемая исходная масса, содержащая в своем составе частицы руды, помещается перед началом выполнения процесса обработки.Pos.2 - loading hopper, into the cavity of which the processed initial mass containing ore particles is placed before the start of the processing process.
Поз.3 - правая и левая «щека» подвижного поршня, образующие полость рабочей камеры, в объеме которой и протекает восстановление составляющего монокристалл металла из его исходных рудных соединений.Pos.3 - the right and left “cheeks” of the movable piston, forming the cavity of the working chamber, in the volume of which the metal constituting the single crystal is restored from its initial ore compounds.
Поз.4 - съемный колпак, в полости которого производится загрузка рабочей камеры перерабатываемым сырьевым материалом, а также после осуществления его демонтажа, и выгрузка готовых продуктов после завершения процесса обработки.Pos.4 - removable cap, in the cavity of which the working chamber is loaded with processed raw material, as well as after its dismantling, and unloading of finished products after the processing process is completed.
Поз.5 - комплект плоских кольцевых соединительных фланцев с быстроразъемным резьбовым крепежом, с помощью которых осуществляется стыковка съемного колпака 4 с корпусом 6 устройства, а также его демонтаж после окончания процесса переработки исходного сырьевого материала.Pos.5 - a set of flat annular connecting flanges with quick-detachable threaded fasteners, with the help of which the
Поз.6 - корпус устройства - его неподвижная часть, на наружной поверхности которого закреплены все обслуживающие проведение процесса обработки силовые узлы, а в его полости проводится винтовое возвратно-поступательное перемещение подвижной рабочей камеры. Объем же внутренней полости последней формируется между правой и левой поршнеобразными щеками 3.Pos.6 - the device case is its fixed part, on the outer surface of which all power units serving the processing process are fixed, and screw reciprocating movement of the movable working chamber is carried out in its cavity. The volume of the inner cavity of the latter is formed between the right and left piston-shaped
Поз.7 - распорный стержень-затравка, на котором осуществляется осаждение получаемых в объеме подвижной рабочей камеры продуктов переработки исходного сырья, а также с его помощью производится жесткое закрепление левой и правой щек 3, входящих в состав перемещающегося в полости корпуса 6 указанного выше сборного узла.Pos.7 - an expansion rod-seed, on which the products of processing the feedstock obtained in the volume of the movable working chamber are deposited, and also with it, rigid fixing of the left and
Поз.8 - прикрепленный к левой щеке рабочей камеры ходовой валик, с помощью которого последняя может совершать возвратно-поступательное движение в полости корпуса 6, а также еще и выполнять угловые повороты вокруг собственной продольной оси симметрии.Pos.8 - a running roller attached to the left cheek of the working chamber, with the help of which the latter can make a reciprocating movement in the cavity of the
Поз.9 - крепежная гайка, насаженная на резьбовой хвостовик - болт, имеющийся на самом конце стержня-затравки 7, при вывертывании которой создаются условия для проведения свободного съема правой поршнеобразной щеки 3 рабочей камеры, и тем самым, обеспечивается свободный доступ к полученным в ней конечным продуктам проведения обработки.Pos. 9 - a fastening nut, mounted on a threaded shank - a bolt located at the very end of the
Поз.10 - обдувочное сопло, закрепленное на наружной поверхности корпуса 6, и проходящее насквозь через его стенки, и установленное там с соблюдением заданных технологических параметров углов своего наклона тангенциального β° и радиального α°, значение которых соответствует величине 30-45°.Pos.10 - blowing nozzle mounted on the outer surface of the
Поз.11 - Ф-образные силовые магнитные контура, обеспечивающие при подключении их к внешнему источнику подачи трапецеидальных импульсов, формирование в своих рабочих элементах 12 магнитных потоков, поступающих, в свою очередь, к телу фокусирующей насадки 14.Pos.11 - F-shaped power magnetic circuits that, when connected to an external source of trapezoidal pulses, ensure the formation of magnetic fluxes in their working
Поз.12 - рабочие элементы, изготовленные в виде пластин, при взаимной стыковке которых формируется тело Ф-образного магнитного генератора 11.Pos.12 - working elements made in the form of plates, with the mutual docking of which the body of the F-shaped
Поз.13 - обмотки-катушки, смонтированные прямо в объеме тела рабочих элементов 12, и выполняющих там функции создающих индивидуальные магнитные поля соленоидов.Pos.13 - winding coils mounted directly in the body volume of the working
Поз.14 - запрессованная непосредственно в имеющееся в теле магнитного контура 11 монтажное технологическое отверстие, фокусирующая насадка, с помощью которой формируются направленные прямо во внутренний объем корпуса 6 «вытянутые» в длину цилиндрические скопления магнитных силовых линий - лучей «К».Pos.14 - pressed directly into the mounting technological hole in the body of the
Поз.15 - установочная полая втулка, жестко закрепленная непосредственно на наружной поверхности корпуса 6, внутренняя полость которой сообщается с объемом последнего, а в верхней ее части выполнена резьбовая нарезка. С помощью ее производителя соединение внутренней поверхности установочной втулки с предусмотренной для осуществления монтажа в этой же области наружной концевой резьбовой части самой фокусирующей насадки 14.Pos.15 - installation of a hollow sleeve, rigidly fixed directly to the outer surface of the
Поз.16 - криволинейная шайба-вкладыш, обеспечивающая заполнение объема полученной при установке Ф-образного магнитного контура 11 выемки, непосредственно примыкающей к внутренней боковой поверхности полости корпуса 6, и позволяющая исключить появление на границах этой впадины выступающих острых кромок (то есть «заглаживает» ее при закреплении шайбы «заподлицо» с плоскостью внутренней полости этого корпуса 6). Криволинейная шайба 16 изготовлена из впрессованной в последнюю мелкой крошки магнитопроводящего металла (например, состоящей из опилок кобальта).Pos.16 - curved liner washer that provides filling of the volume obtained when installing the F-shaped
Поз.17 - такая же, как и в предыдущем случае, «выглаживающая» шайба, монтаж которой тоже выполняется в криволинейной выемке, формируемой при проведении установки проходящего через стенки корпуса 6 тела обдувочного сопла 10. Материалом для изготовления такого рода «выравнивающей» шайбы может служить любой достаточно «скользкий» пластик - например, эластичная листовая резина. Эта шайба к тому же имеет расходящиеся от самого ее центра к периферии разрезные «лепестки», которые отгибаются вниз от собственного центрального ядра - основания, в момент прохождения через полость обдувочного сопла 10 потока посылаемого туда сжатого воздуха.Pos.17 - the same as in the previous case, the “smoothing” washer, the installation of which is also carried out in a curvilinear recess formed during installation of the body of the blowing
Поз.18 - патрубок для осуществления вывода из внутренней полости рабочей камеры устройства вновь возникших там в процессе проведения восстановления металлов порций летучих газовых соединений, а также накопленных там избыточных объемов поступившего в нее сжатого воздуха.Pos.18 - a pipe for the withdrawal from the internal cavity of the working chamber of the device of the portions of volatile gas compounds newly arising there during the metal reduction process, as well as the excess volumes of compressed air received therein accumulated therein.
Поз.19 - редукционные клапаны, открытие которых осуществляется в моменты времени, когда избыточное давление в рабочей камере начинает превышать пределы, заданные технологией проведения обработки.Pos.19 - pressure reducing valves, the opening of which is carried out at times when the overpressure in the working chamber begins to exceed the limits specified by the processing technology.
Поз.20 - передняя торцевая стенка перекрывающая полость неподвижной части сборного корпуса 6, с выполненным в центре ее отверстием для прохода перемещающегося в нем тела ходового валика 8.Pos.20 - the front end wall overlapping the cavity of the fixed part of the
В свою очередь, на представленных изображениях фиг.1-фиг.5 - буквами обозначены:In turn, in the images shown in FIGS. 1 to 5, the letters indicate:
«а», «б», «в» - фиг.5, отдельные псевдофазы, участвующие в проведении процесса электрического питания и адресно направляемые на обмотки - катушки 13 магнитных контуров 11, и, в свою очередь, состоящие из расставленных в определенном порядке и образующих их наборов трапецеидальных импульсов тока."A", "b", "c" - figure 5, individual pseudophases involved in the process of electrical power supply and addressed to the windings - coils 13 of the
В - отверстие-люк, соединяющее полость загрузочного бункера 2 с внутренним объемом рабочей камеры, сформированной левой и правой «щеками» 3.In - hole-hatch connecting the cavity of the
Г - установочные цилиндрические спиральные линии, проложенные по наружной боковой поверхности корпуса 6, на которых расставлены осуществляющие обработку магнитные контуры 11.G - installation cylindrical spiral lines laid on the outer side surface of the
Д - такого же рода спиральные кривые, применяемые для закрепления обдувочных сопел 11, подающих к сырью струи сжатого воздуха.D - the same kind of spiral curves used to fix the blowing
Ε - сформированное во внутренней поверхности корпуса 6, а также в объеме передвижной рабочей камеры, вихреобразное струйное воздушное газовое устойчивое образование - «торнадо».Ε - formed in the inner surface of the
И - получаемый на наружной поверхности стержня 7 столбчатый кольцевой монокристалл, состоящий из металлического циркония.And - obtained on the outer surface of the
Ж - формирующийся на плоскости этого же стержня 7 рыхлый слой, полученный из образующихся в ходе переработки рудного сырья шлаковых отходов.G - a loose layer formed on the plane of the
К - формируемые в виде прямолинейных цилиндрических образований скопления генерируемых магнитными контурами 11 силовых линий, принадлежащие, в свою очередь, создающимся с применением фокусирующих насадок 14 силовым обрабатывающим физическим полям.K — clusters of force lines generated by
М - выполненная на нижнем торце насадки 14 полость-впадина с конфигурацией, максимально совпадающей с очертаниями гиперболоида вращения, и предназначенная для генерации скоплений магнитных силовых линий, форма которых практически полностью дублирует соответствующую имеющуюся у полученного вращением вокруг собственной продольной оси симметрии вытянутого в длину прямоугольника, пространственного образования (т.е. имитирует очертания фигуры, выполненной в виде отрезка круглого цилиндра).M is a cavity-cavity made at the lower end of the
α - радиальные углы наклона (30-45°), с применением которых производится закрепление обдувочных сопел 10 на поверхности корпуса 6.α - radial tilt angles (30-45 °), with the use of which the
β - соответственно, тангенциальные углы наклона (30-45°) этих же элементов, определяемые относительно боковой наружной поверхности того же самого сборного узла 6 устройства, на которой они размещаются.β - respectively, the tangential angles (30-45 °) of the same elements, determined relative to the lateral outer surface of the
t1t2 - отрезки по оси абсцисс (см. фиг.5), задающие относительное угловое смещение составляющих «псевдофазы» а; б; в отдельных их импульсов.t 1 t 2 - segments along the abscissa axis (see figure 5), specifying the relative angular displacement of the components of the "pseudophase"a;b; in their individual impulses.
Исходя из всего, изложенного следует обязательно остановиться на проведении необходимых разъяснений, касающихся конструктивных особенностей исполнения предложенного для выполнения переработки исходного сырья самого этого аппарата.Based on the foregoing, it is imperative to dwell on the necessary clarifications regarding the design features of the performance of the apparatus proposed for processing the feedstock itself.
Как наглядно из представленных в заявке чертежей, получение кольцевых столбчатых монокристаллов «И», состоящих исключительно из металлического циркония протекает непосредственно в полости передвижной рабочей камере, формируемой принадлежащими ей правой и левой щеками 3.As can be clearly seen from the drawings presented in the application, the production of annular columnar monocrystals “I” consisting exclusively of metal zirconium flows directly into the cavity of the mobile working chamber formed by the right and left
Общая ее длина составляет 1/5 относительно величины этого же габарита, определяющего соответствующий размер всей предложенной конструкции. Закрепление поршнеобразных щек 3 в этом, указанном выше узле, производится путем «нанизывания» их на ходовой валик. В процессе проведения монтажа в «штатное» положение, указанные выше конструктивные элементы пропускаются вдоль боковой наружной поверхности этой детали, и доходят до упорных торцевых заплечиков стержня-затравки 7. При достижении указанного здесь конечного положения, они окончательно фиксируются в нем резьбовыми гайками 9 (см. фиг.1). Накручивание этих крепежных элементов 9 производится по резьбе, выполненной на соответствующих участках поверхности ходового валика 8 (на чертеже не показано). Кроме того, на наружной боковой поверхности поршнеобразных щек 3, образующих рабочую камеру с выращиваемым в ее объеме монокристаллом, устанавливаются пластиковые уплотнительные элементы, обеспечивающие изоляцию ее объема от окружающей ее внешней среды (на чертеже уплотнения не показаны). По завершению процесса обработки рабочая камера попадает, в конечном итоге, опять в полость съемного колпака 4, занимая там фиксированное крайнее положение.Its total length is 1/5 relative to the size of the same dimension, which determines the corresponding size of the entire proposed structure. The piston-shaped
Съемный колпак 4 после окончания размещения в нем этой рабочей камеры, и полной остановки применяемых в устройстве приводов движения, а также всех обслуживающих его работу систем, отсоединяется от неподвижной части корпуса 6. Такого рода разборка агрегата проводится за счет высвобождения стяжных плоских кольцевых фланцев 5, осуществляемого при помощи ослабления и перемещения в исходную позицию используемого в составе узла быстроразъемного крепежа (на чертеже не показан). После осуществления съема колпака 4, выполнялось освобождение гайки 9, с помощью которой осуществлялась фиксация правой щеки 3. Последняя, в свою очередь, без каких-либо на то особых трудностей, по завершению всех перечисленных выше переходов, снимается с соответствующего конца валика 8, тем самым открывая свободный доступ к размещенному на стержне-затравке 7 кольцевому столбчатому монокристаллу «И». Это металлическое образование без особо заметных на то усилий, может быть передвинуто вправо, а затем и полностью извлечено из объема, этого применяемого для его получения, аппарата.The
Ходовой валик 8, обеспечивающий «винтовое» передвижение рабочей камеры в процессе проведения обработки исходной сырьевой смеси, присоединен к соответствующему внешнему приводу, наличие которого позволяет проводить необходимые изменения ее углового позиционирования, а также и поступательное перемещение составляющих последнюю конструктивных элементов по полости корпуса 6, по направлению «туда-обратно». То есть сначала к переднему «правому» концу корпуса 6, а затем от него к самой задней «левой» части этого устройства.The
Для монтажа обрабатывающих магнитных контуров 11 используется набор кривых линий, состоящий из трех установочных спиралей «Г». Обдувочные сопла 10, аналогичным образом, закрепляются также на соответствующих трех криволинейных траекториях «Д», проложенных между витками, составляющими установочные линии «Г».For the installation of the processing
Для предотвращения преждевременного выхода из строя смонтированных на наружной боковой поверхности левой и правой щек 3 пластиковых герметизирующих уплотнений, в местах стыковки применяемых в устройстве силовых узлов 10 и 11, со стенками корпуса 6, дополнительно применяется следующий технический прием.To prevent premature failure of the plastic sealing seals mounted on the outer side surface of the left and
В зоне формирования криволинейной впадины, получающейся при пересечении указанных выше элементов 10 и 11 этой конструкции, с боковой внутренней поверхностью полости неподвижной части корпуса 6, размещаются дополнительные «выглаживающие» шайбы 16 и 17.In the zone of formation of the curvilinear cavity, resulting from the intersection of the above-mentioned
Их, обращенная в объем полости корпуса 6, поверхность имеет очертания, полностью копирующее конфигурацию криволинейной цилиндрической внутренней боковой поверхности этого сборного узла. То есть в местах проведения своей собственной установки, они своей массой как бы «герметично» перекрывают полученные при их прохождении монтажные отверстия, расположенные на соответствующей поверхности полости корпуса, и сформированные там своего рода режущие «кромки», и образуют при этом там как бы «заплатку», обеспечивающую полное совпадение и «выравнивание» между собой прилегающих друг к другу плоскостей (как бы стыкуя их «заподлицо»).Their facing the volume of the cavity of the
При этом шайба 16 выполняется из запрессованного в указанную выше криволинейную выемку мелкодисперсного металлического порошка, обладающего низким значением величины своего удельного магнитного сопротивления (например, из мелких частиц кобальта).In this case, the
«Выглаживающая» шайба 17, для того, чтобы обеспечить прохождение формируемых в соплах 10 струй сжатого воздуха, выполнена в виде отходящих от центра эластичных резиновых лепестков, которые раскрываются в момент подачи указанного выше продукта, и закрываются обратно под воздействием «нажимающей» на них боковой наружной поверхности, проходящей вдоль полости корпуса и имеющей уплотнения щеки 3. Наиболее удачным материалом для изготовления указанного выше конструктивного элемента будет являться эластичная резина.The “smoothing”
Аналогичным образом оформляются области стыковки, отводящие газы патрубков 18 с внутренней полостью корпуса 6. В зоне появления таких же точно криволинейных выемок в процессе осуществления монтажа последних, опять же размещаются выглаживающие пластиковые шайбы, но в этом конкретном варианте своего конструктивного исполнения они будут снабжены сквозными отверстиями перфорации, достаточно крупными для пропуска микрообъемов летучих газовых соединений, но в то же время чересчур «мелких» для выполнения прохода через них твердых частиц обрабатываемых в рабочей камере рудных пород (на чертеже указанный выше узел не приводится).In the same way, the docking areas are formed, the exhaust gases of the
Установка обдувочных сопел 10 проводится на трех спиральных цилиндрических линиях «Д» с формированием в местах их закрепления тангенциальных β и радиальных α° углов наклона к наружной поверхности корпуса 6. Значение указанных выше углов составляет 30-45°.The installation of the blowing
Монтаж магнитных Ф-образных контуров 11 производится точно также с использованием проложенных по наружной поверхности корпуса 6 трех цилиндрических спиральных линий «Г». Количество размещенных на каждой из этих трех криволинейных траекторий «Г» такого рода силовых узлов составляет от девяти до восемнадцати единиц.The installation of magnetic F-shaped
Закрепление Ф-образных генераторов осуществляется при помощи установочных втулок 15, монтажная внутренняя полость которых в верхней части снабжена резьбой (на чертеже не показана). Втулки 15 проходят насквозь через стенки корпуса 6, формируя угол, равный 90° относительно его наружной поверхности.Fastening of the F-shaped generators is carried out using the
Сам сборный узел 11, состоящий из Ф-образного магнитного контура, и запрессованной в его нижнюю часть фокусирующей насадки 14, то же имеет фиксирующую крепежную резьбу, выполненную на наружной боковой поверхности насадки 14. В момент проведения окончательного закрепления последней на теле корпуса 6, она ввинчивается во втулку 15, занимая заданное конструкцией устройства необходимо конечное положение (резьбы на чертеже не показаны).The
Имеющаяся в самой нижней части фокусирующей насадки 14, на ее торце, выемка «М» обеспечивает формирование физического поля с сильно вытянутыми в длину составляющими его магнитными, «радиально-лучевыми» линиями «К», создающими в полости корпуса своего рода «обрабатывающую спиральную цилиндрическую бахрому».The recess “M”, located in the very lower part of the focusing
Каждая из входящих в состав Ф-образного контура обмоток - катушек 13 подключается к своей «псевдофазе» (или «а»; или «б»; или «в» - см. фиг.5) внешнего источника электрического питания, обеспечивающего подачу на нее через соответствующий, имеющийся в нем электронный контур, наборов из пакетов трапециидальных импульсов электрического тока. Каждый составляющий последние отдельный импульс имеет соответствующие смещения - отрезки t1; t2, отмеченные на фиг.5, относительно таких же, генерируемых в соседних «псевдофазах» (на чертеже источник внешнего питания не показан). Установка корпуса устройства со всеми размещенными на нем сборочными узлами на самом технологическом основании, проведена с помощью системы, состоящей из обыкновенных монтажных стоек (на чертеже эти элементы не показаны).Each of the windings — coils 13 that are part of the F-shaped circuit — is connected to its “pseudophase” (or “a”; or “b”; or “c” - see FIG. 5) of an external source of electrical power, which supplies it through the corresponding electronic circuit contained in it, sets of trapezoidal pulses of electric current. Each component constituting the last individual impulse has corresponding displacements - segments t 1 ; t 2 marked in Figure 5, relative to the same generated in neighboring "pseudophases" (in the drawing external power source not shown). Installation of the device case with all the assembly units located on it on the technological basis itself was carried out using a system consisting of ordinary mounting racks (these elements are not shown in the drawing).
Для фиксации в заданном технологией обработки положении, а также для выполнения последующего отсоединения колпака 4, используется быстроразъемная система крепежа (на чертеже не показана).To fix in the position specified by the processing technology, as well as to perform subsequent disconnection of the
Центральное отверстие в передней торцевой крышке заглушке 20, через которое проходит приводной валик 8, имеет установленные на своей внутренней боковой поверхности, герметизирующие уплотнения (на чертеже не показаны). Их наличие обеспечивает изоляцию внутренней полости неподвижной части сборного корпуса 6 от наружной атмосферы, а в то же время, не препятствует выполнению соответствующих перемещений как поступательного, так и вращательного, используемого в составе устройства своего рода «тягового» элемента, то есть указанного выше ходового валика 8.The central hole in the front end cover of the
Работа предложенного устройства при выполнении процесса обработки исходного рудного сырья, протекает следующим образом:The work of the proposed device when performing the processing of the original ore raw materials, proceeds as follows:
После завершения операции по заполнению исходным сырьевым материалом 1 полости загрузочного бункера 2, закрепленного в верхней части съемного накидного колпака 4, а также и по окончанию процесса его опорожнения, осуществляемого через сквозной люк «В» (см. фиг.1), которое обеспечивается самопроизвольным вытеканием заполняющей его вязкой водяной суспензии, последняя в дальнейшем поступает оттуда непосредственно в объем передвижной рабочей камеры, сформированный между составляющими ее правой и левой щеками 3. После выполнения всего этого включаются:After completion of the operation to fill with the
- внешний привод перемещения ходового валика 8 (на чертеже внешний привод не показан). Одновременно с началом осуществления конструктивными элементами, входящими в состав передвижной рабочей камеры, поступательного и вращательного перемещений, подсоединяются к источнику внешнего питания все электрические обмотки-катушки 13, являющиеся основной составной частью Ф-образных магнитных контуров 11, размещенных в свою очередь, на трех опоясывающих наружную поверхность корпуса 6 цилиндрических спиралях «Г». Обдувочные сопла 10 таким же образом смонтированные на поверхности неподвижной части сборного узла 6, на подобных вышеуказанным, и тоже с использованием того же самого числа применяемых их единиц, криволинейных линиях «Д», в этот же самый момент времени подсоединяются к внешней, подающей сжатый воздух под избыточным давлением, питающей магистрали (на чертеже не показана).- an external drive to move the roller 8 (in the drawing, an external drive is not shown). Simultaneously with the beginning of the implementation of the structural elements that make up the mobile working chamber, translational and rotational movements, all electrical windings-coils 13, which are the main component of the F-shaped
Таким образом, имеющая жесткую кинематическую связь с ходовым валиком 8, рабочая камера с помещенным в ее полость перерабатываемым сырьевым материалом 1, выдвигается из внутреннего объема съемного накидного колпака 4, покидая при этом зону осуществления загрузки, и начинает выполнять процесс поступательного и вращательного перемещения во внутренней полости неподвижной части корпуса 6, в которую она и оказывается, в конечном итоге, и «задвинута». Очертание пути перемещения подхваченного поршнеобразными щеками 3 рабочей камеры перерабатываемого сырьевого материала 1, находящегося в полости указанного выше конструктивного узла, движущегося от зоны проведения загрузки сырья, к переднему концу корпуса 6, полностью дублирует конфигурацию этой, формирующейся в процессе выполнения такого рода его передвижения вдоль внутренней поверхности корпуса 6, пространственной криволинейной траектории.Thus, having a rigid kinematic connection with the
Последняя, в силу наличия у составляющих рабочую камеру элементов, факта действия на них сразу же двух видов движения, как поступательного так и вращательного, в конечном итоге, представляет собой отрезок сильно вытянутой в длину многовитковой винтовой цилиндрической спирали. Так как передвинутая таким образом в новое положение рабочая камера неизбежно открывает доступ к своему внутреннему объему струям сжатого воздуха, формируемым установленными на наружной поверхности корпуса 6 обдувочными соплами 10, которые имеют как радиальные α°, так и тангенциальные углы наклона β°, то на расположенную на самом дне рабочей камеры наливную массу сырьевого материала 1, обрушивается целый град своего рода «воздушных ударов», генерируемых в зоне размещения последнего «скрещивающимися» под пространственными углами струями этого продукта.The latter, due to the presence of the elements that make up the working chamber, the fact that they immediately act on two types of motion, both translational and rotational, ultimately, is a segment of a multi-turn helical spiral that is very elongated in length. Since the working chamber moved in such a way to a new position inevitably opens access to its internal volume by jets of compressed air formed by blowing
Наличие такого рода особенностей «поведения» в зоне обработки создаваемых в полости рабочей камеры указанных выше газовых потоков и обеспечивается обязательным влиянием на этот процесс отмеченных ранее специфических факторов конструктивного исполнения применяемых в составе устройства силовых элементов (то есть монтаж обдувочных сопел 10 вдоль опоясывающих наружную поверхность неподвижной части корпуса 6 спиральных линий «Д», наличие у них радиальных α° и тангенциальных β° углов наклона - см. фиг.1, фиг.2, фиг.4).The presence of this kind of “behavior” features in the processing zone of the above-mentioned gas flows created in the cavity of the working chamber is ensured by the mandatory influence of the specific design factors previously mentioned on the power elements used in the device (that is, the installation of blowing
Под воздействием непрерывно осуществляемого и указанного выше интенсивного силового воздействия, объем этой «наливной массы» перерабатываемого сырья 1, разделяется на мелкие, ранее составляющие его «микропорции», которые «растаскиваются» во все стороны формируемым при помощи тех же самых струй воздуха вихревым потоком «Е» (торнадо). Попадая под воздействие бушующих» в теле вихря «Е» течений, эти отдельные микрообъемы, во-первых, преобразуются в мелкие пузырьки газожидкостной аэрозоли, а во-вторых, разносятся по всему пространству полости передвижной рабочей камеры, равномерно заполняя практически все его части, за исключением центральной зоны, где создается своего рода небольшое разряжение («глаз торнадо»).Under the influence of continuously carried out and the above-mentioned intense force, the volume of this "bulk mass" of processed
Целиком превращенная указанным выше образом в такого вида «аэрозольное облако» масса сырьевого материала 1 продолжает в последующем выполнять сложное криволинейное винтовое движение по внутренним зонам корпуса 6 устройства, осуществляя его вместе и одновременно с используемой в составе последнего и герметично изолированной от других объемов окружающего ее пространства, полостью передвижной рабочей камеры этого аппарата. Синхронно со всем этим, выявляется наличие факта действия на используемый перерабатываемый сырьевой материал еще одного, необходимого для получения заданного технологией обработки конечного продукта, и тоже искусственно созданного в этом устройстве, специфически влияющего на применяемое исходное сырье, внешнего силового фактора.The whole mass of the
Все дело заключается в том, что при включении во внешнюю электрическую сеть всех имеющихся в устройстве обмоток-катушек 13, входящих в состав магнитных генераторов 11, так как они выполняют функции соленоидов, непосредственно в объеме самих рабочих элементов 12, в которых, собственно, и произведен монтаж этих конструктивных элементов самих обрабатывающих Ф-образных контуров, почти мгновенно создаются индивидуальные магнитные поля.The thing is that when you turn on all the windings-coils 13 that are part of the
Вследствие же того, что тело каждого генератора 11 имеет конфигурацию сложенных одна с другой половинок-проушин буквы Ф, то эти вновь возникшие поля сливаются в применяемом для проведения процесса обработки замкнутом контуре, в единое суммарное. Таким образом, циркулирующий по замкнутой Ф-образной петле тела обрабатывающего контура суммарный поток генерируются сразу же шестью обмотками. Каждая же обмотка-катушка 13 соединена со своей, подающей трапециидальные импульсные пакеты только для нее, схемой-контуром внешнего источника питания (на чертеже не показаны).Due to the fact that the body of each
За счет всего этого полученные в каждом магнитном генераторе 11 суммарное поле будет иметь все те же самые характерные особенности, что присущи и образующим последнее аналогичным индивидуальным физическим полям (изменение основных параметров такой «силовой структуры» осуществляется в соответствии с графиком, регистрирующим особенности поведения «трапециевидной» функции, а также еще и то, что это суммарное образование обязательно обладает угловым смещением принадлежащих ему скоплений магнитных силовых линий относительно соседних и т.д.).Due to all this, the total field obtained in each
В связи же с тем, что в нижнюю перекладину каждого Ф-образного контура 11 запрессовывается верхний хвостовик фокусирующей насадки 14 (см. фиг.3), на нижнем конце которой выполнена собирающая скопления магнитных силовых линий в единый цилиндрический отрезок «К» фокусирующая впадина, имеющая форму гиперболоида вращения, то посылаемый на нее и полученный от шести обмоток-катушек 13 суммарный магнитный поток генерирует в теле насадки 14 технологическое обрабатывающее физическое поле, очертания скоплений силовых линий в котором и обладают указанной на фиг.2; фиг.3 «особой» конфигурацией.Due to the fact that the upper tail of the focusing
Так как равномерная расстановка всех магнитных генераторов 11 произведена сразу на трех опоясывающих тело корпуса 6 спиралях «Г», и количество таких обрабатывающих контуров на каждой этой кривой установочной линии «Г» составляет число, равное от девяти до восемнадцати единиц, то наличие влияния всех указанных выше факторов, в конечном итоге, неизбежно приводит к тому, что в полости корпуса 6 устройства как бы формируется состоящая из радиально направленных от поверхности установочной зоны-основания, непосредственно прямо к центру корпуса, цилиндрических вращающихся магнитных скоплений «К», своего рода технологическая обрабатывающая система (см. фиг.2). Последняя представляет собой как бы пространственную силовую цилиндрическую «бахрому» состоящую из отдельных бревен, собранных в «частокол». Количество размещенных во внутреннем объеме корпуса 6 такого рода осуществляющих обработку и состоящих из цилиндрических, собранных в спираль магнитных формирований - пространственных структур соответственно в приведенном на фиг.1, фиг.2, фиг 3 варианте конструктивного исполнения устройства, в суммарном итоге и составляет три единицы.Since the uniform arrangement of all
Следует еще и отметить то, что входящие в указанные выше технологические обрабатывающие системы, используемые для проведения восстановления металлов из рудных соединений, магнитные скопления «К», состоящие из своего рода цилиндрических силовых образований - «бревен», периодически изменяют собственные геометрические параметры (подаваемые для питания обмоток-катушек 13 имеют форму «трапеции», и сдвинуты друг относительно друга на определенный, заранее заданный угол смещения - см. фиг.5).It should also be noted that the technological processing systems included in the above, used to perform metal recovery from ore compounds, “K” magnetic clusters, consisting of a kind of cylindrical force formations - “logs”, periodically change their own geometric parameters (supplied for the power of the winding
То есть составляющие такие «заграждения - бахрому» отдельные их элементы - «бревна», то растягиваются по высоте, то наоборот, резко «укорачиваются». При этом каждый «формирующий» указанные выше «заграждения», отдельный частокол, в процессе изменения высоты входящих в него составных элементов, выполняет этот периодически возобновляемый своего рода колебательный цикл со смещением во времени его проведения относительно таких же, как и он, соседних, осуществляемых в рядом расположенных аналогичных этой, установочных спиралях «Г» (см. порядок проведения подачи «трапециидальных» импульсов - фиг.5). Действие указанного выше обстоятельства, обеспечивается тем, что используемые в подающих псевдофазах «а», «б», «в» импульсы смещены относительно таких же соседних на углы, величина которых составляет примерно 120° - отрезки t1; t2 на фиг.5.That is, their individual elements, such as “logs” that make up such “barriers to fringe,” either stretch in height or, on the contrary, sharply “shorten”. Moreover, each “forming” the above “barriers”, a separate picket fence, in the process of changing the height of its constituent elements, performs this periodically renewed kind of oscillatory cycle with a shift in time of its conduct relative to the neighboring ones carried out in the adjacent located similar to this, installation spirals "G" (see the procedure for feeding "trapezoidal" pulses - figure 5). The action of the above circumstance is ensured by the fact that the pulses used in the feeding pseudophases "a", "b", "c" are offset relative to the same adjacent ones by angles of about 120 ° —the segments t 1 ; t 2 in figure 5.
В итоге совместного действия всех перечисленных выше специфических особенностей проведения формирования осуществляющих переработку исходного сырья силовых структурных образований, уносимые вихревыми потоками, принадлежащими струйному воздушному течению «Е» (см. фиг.1), мелкие воздушно-жидкостные аэрозольные пузырьки образованного в полости рабочей камеры «сырьевого облака», перемещаются вместе с ней вдоль неподвижной части корпуса 6. При этом указанные выше составляющие такого «пенного образования» как бы принудительно «протаскиваются» через достаточно часто расставленные на пути их движения заградительные бревенчатые «шеренги» - магнитные заборы (обрабатывающую цилиндрическую «бахрому»).As a result of the joint action of all the specific features listed above, the formation of structural structural units carrying out the processing of raw materials carried away by vortex flows belonging to the jet air stream "E" (see figure 1), small air-liquid aerosol bubbles formed in the cavity of the working chamber raw cloud ", move along with it along the fixed part of the
По нацепленным на «пленочное жидкостное основание» таких сформированных в полости рабочей камеры и движущихся в ней пузырьков, мелким частицам перерабатываемых рудных соединений, при осуществлении последними такого рода «продавливания» через указанное выше спиралеобразное «магнитное ограждение», производится нанесение целых серий из разнонаправленных и интенсивно выполняемых силовых энергетических ударов.On small particles of the processed ore compounds, fastened onto a “film liquid base” of such bubbles formed in the cavity of the working chamber and moving in it, when the latter carry out this kind of “punching” through the spiral-shaped “magnetic fence” mentioned above, the whole series of multidirectional and intensively performed power energy strikes.
Так как передвижение этих микроскопических рудных компонентов протекает по достаточно сложным пространственным криволинейным «закрученным» траекториям, то составляющие их тело слои породы оказываются всегда в том наиболее оптимальном для дальнейшего их структурного преобразования положении, когда доступ к составляющим последние микрообъемам сырья, для пронизывающих эти частицы «магнитных лучей - бревен», оказывается ничем не экранирован. То есть составляющее мелкие частицы породы микрообъемы сырья «протыкаются» обрабатывающими вращающимися цилиндрическими магнитными потоками «К» с использованием всего диапазона направлений их возможного пространственного воздействия.Since the movement of these microscopic ore components proceeds along rather complex spatial curved "twisted" trajectories, the rock layers that make up their body are always in the most optimal position for their further structural transformation, when access to the last microvolumes of raw materials for penetrating these particles " of magnetic rays - logs, ”turns out to be unshielded. That is, the microvolumes of raw materials that make up small particles of the rock are “pierced” by the processing rotating cylindrical magnetic flux “K” using the entire range of directions of their possible spatial impact.
Все это перечисленное выше, облегчает проведение процесса восстановления составляющих кольцевой столбчатый монокристалл металла из «наклеенных» на указанную выше пленочную пузырьковую основу мелких частиц рудных соединений, а также еще и обеспечивает достаточно высокие показатели степени полноты выполнения последнего. То есть, в конечном итоге, применение указанных выше приемов и гарантирует получение высоких показателей по содержанию образующегося в соответствии с такой технологией основного, составляющего монокристалл, элемента Zr, уже в готовом, синтезируемом в этом устройстве, конечном продукте.All of the above, facilitates the process of restoring the components of an annular columnar single crystal of metal from small particles of ore compounds “glued” to the above-mentioned bubble film base, and also provides fairly high indicators of the degree of completeness of the execution of the latter. That is, ultimately, the application of the above methods and guarantees the high performance of the content formed in accordance with such a technology of the main constituent single crystal element Zr, already in the finished, synthesized in this device, the final product.
Итак, при осуществлении переноса увлекаемых «пролетающими» аэрозольными пенными пузырьками мелких частиц исходных рудных пород, через искусственно созданную и имеющую заданную технологией конфигурацию магнитную пространственную структуру, в составляющих торнадо «Е» струях, неизбежно формируются мелкие кристаллические «зародыши», состоящие из ранее указанного металла Zr.So, when carrying out the transfer of small particles of initial ore rocks carried away by “flying through” aerosol foam bubbles through the artificially created and having the specified technology configuration magnetic spatial structure, small crystalline “nuclei” inevitably form in the jets of the “E” tornado, consisting of the previously indicated metal Zr.
Появление же на «белый свет» отмеченных выше микроскопических «крупинок», целиком состоящих из этого элемента, обеспечивается, прежде всего, обязательным наличием в окружающих «пролетающие» в полости рабочей камеры мелкие рудные частица объемах заполняющего ее воздуха ионов элемента-восстановителя, то есть своего рода «чемпиона» в рамках этой специализации: углерода С+4. Последний генерируется из молекул, содержащих указанный выше компонент газов, всегда присутствующих в составе обыкновенного атмосферного воздуха, который подается в зону обработки под избыточным давлением.The appearance of the "microscopic" grains "entirely consisting of this element into the" white light "is ensured, first of all, by the obligatory presence in the surrounding of small ore particles" passing "in the cavity of the working chamber of the volumes of ions of the reducing element filling it with air, that is a kind of "champion" in this specialization: carbon C +4 . The latter is generated from molecules containing the aforementioned component of gases, always present in the composition of ordinary atmospheric air, which is supplied to the treatment zone under excess pressure.
Наличие же самого факта возникновения этого, необходимого для связывания «высвобожденного» при распаде содержащего металл соединения атомарного кислорода, иона-восстановителя, опять же обеспечивается «сокрушительным» ударным воздействием, оказываемым со стороны «выставленных» прямо на пути «пролета») входящих в вихревое образование «Е» газовых потоков, концентрированных силовых скоплений, состоящих из собранных в отдельные заграждения бревен - пучков магнитных линий, принадлежащих обрабатывающим физическим полям.The presence of the very fact of this occurrence, necessary for the bonding of the “liberated” atomic oxygen-reducing compound during the decomposition, of the reducing ion, is again ensured by the “crushing” impact action exerted by those “entering” directly on the “span” path) entering the vortex the formation of "E" gas flows, concentrated power clusters, consisting of logs collected in separate barriers - bundles of magnetic lines belonging to the processing physical fields.
Как и рудные микроскопические частицы, наталкиваясь на этот спиралевидный силовой частокол, содержащие углерод газовые молекулы разделяются на отдельные фрагменты, обеспечивая при этом поставку в зону обработки необходимого для проведения высвобождения металла из его рудных соединений иона-восстановителя (последний генерируется при распаде на отдельные составляющие газов CO2; СН4). Само последующее перемещение таких, вновь возникших в толще составляющих «аэрозольное облако» слоев в спиралевидном вихревом потоке «Е», кристаллических зародышей, из-за непрерывного «разрастания» этих металлических «зернышек», протекающего в той же самой зоне обработки, продолжается до тех пор, пока их масса не станет настолько велика, что эти струйные течения уже не будут иметь большие возможности и дальше поддерживать такие, постоянно увеличивающие свои габаритные размеры «крупинки», на весу. Последние из-за этого прекращают свое свободное парение в составляющих вихревой поток «Е» слоях, и дальше уже перемещаются под действием сил гравитации, из самого верхнего уровня, принадлежащего расположенному в рабочей камере аэрозольному облаку, как можно ближе к ее нижней части. Процесс же увеличения полученных при формировании кристалликов металла их первоначальных габаритов, протекает под воздействием сразу же двух сопутствующих этой технологии проведения синтеза указанного выше готового конечного продукта из исходных рудных соединений, активно влияющих на сам ход его выполнения, существенных факторов.Like ore microscopic particles, upon encountering this spiral-shaped power palisade, carbon-containing gas molecules are separated into separate fragments, while ensuring delivery of the reducing ion necessary for conducting the release of metal from its ore compounds (the latter is generated by decomposition into individual gas components) CO 2 ; CH 4 ). The very subsequent movement of such layers that again appeared in the bulk of the “aerosol cloud” in the spiral vortex flow “E”, crystalline nuclei, due to the continuous “proliferation” of these metal “grains” occurring in the same processing zone, continues until until their mass becomes so large that these jet streams will no longer have great potential to continue supporting such "grains" that are constantly increasing their overall dimensions, by weight. Because of this, the latter stop their free floating in the layers making up the vortex flow “E”, and then they move already under the influence of gravitational forces from the highest level belonging to the aerosol cloud located in the working chamber, as close as possible to its lower part. The process of increasing the initial dimensions obtained during the formation of metal crystals, proceeds under the influence of two immediately accompanying this technology synthesis of the above finished finished product from the original ore compounds, actively affecting the progress of its implementation, significant factors.
Во-первых, при осуществлении передвижения аэрозольных пузырьков в струях образующегося в полости рабочей камеры «торнадо», эти составляюшие «аэрозольной пены» неизбежно сталкиваются с «пролетающими» через эти же самые области указанного выше «вихря», вновь возникшими в них и еще очень мелкими кристаллическими «зародышами».First, during the movement of aerosol bubbles in the jets of a “tornado” formed in the cavity of the working chamber, these components of the “aerosol foam” inevitably collide with “flying” through these same regions of the above “vortex”, which reappeared in them and are still very small crystalline "nuclei".
В процессе проведения такого взаимного «наезда», аэрозольные пузырьки, «налетевшие» на такие твердые «крупинки» металла, неизбежно схлопываются, а размещенные на их жидкостной оболочке-пленке микроскопические частицы руды «забрасываются» при этом непосредственно на наружную поверхность «врезавшегося» в этот «пузырек» металлического кристаллика.In the process of conducting such a mutual “collision”, aerosol bubbles “flying” onto such solid “grains” of metal inevitably collapse, and the microscopic ore particles placed on their liquid film sheath are “thrown” directly onto the outer surface of the “crashed” into this "bubble" of a metal crystalline.
В итоге всего этого последний покрывается как бы «сырьевой шубой», состоящей из «закинутых» прямо на его тело таких мелких рудных компонентов. Так как процесс магнитного облучения всех перемещающихся в струйном вихревом образовании «Е» и присутствующих в нем «взвешенных» микроскопических частиц на этом не прекращается, такого рода специфически полученная «сырьевая оболочка» неизбежно преобразуется в полноценное металлическое покрытие. Последнее разрастается на наружных слоях металлического циркониевого кристаллика, используя его как своего рода подложку-основание для проведения своего последующего формирования. То есть при этом «зародыш», приобретая такого рода наращиваемый прямо на своем теле этот дополнительный металлический слой, неизбежно увеличивает, таким образом, свои первоначально полученные габаритные размеры.As a result of all this, the latter is covered, as it were, with a “raw fur coat” consisting of such small ore components “thrown” directly onto his body. Since the process of magnetic irradiation of all “suspended” microscopic particles moving in the jet vortex formation “E” and the “suspended” microscopic particles present in it does not stop there, this kind of specifically obtained “raw shell” will inevitably transform into a full metal coating. The latter grows on the outer layers of a metal zirconium crystal, using it as a kind of substrate-base for conducting its subsequent formation. That is, in this case, the “embryo", acquiring this kind of additional metal layer that is built up directly on its body, will inevitably increase its original overall dimensions.
Во-вторых, в процессе совершения «перелета» между ограничительными щеками 3 рабочей камеры, осуществляющие его мелкие кристаллические «зернышки», состоящие из металлического циркония, тоже обладают достаточно высокой степенью вероятности «точечного» попадания в ситуацию, при возникновении которой они неизбежно вступают в тесный взаимный контакт (т.е. происходит как бы их «лобовое» столкновение).Secondly, during the “flight” between the
В момент осуществления указанного выше обоюдного плотного соприкосновения, происходит неизбежное их последующее «склеивание», и, как непременное следствие, вытекающее из факта наличия действия этого обстоятельства, формирование из этих мельчайших металлических осколков более крупной, составной структуры.At the moment of the implementation of the above mutual close contact, their subsequent “bonding” is inevitable, and, as an indispensable consequence, arising from the fact that this circumstance exists, is the formation of a larger, composite structure from these tiny metal fragments.
Вполне понятно, что оба эти указанные выше факторы проведения укрупнения «зародышей сплава» работают параллельно и одновременно. То есть по мере увеличения длины пути, по которому рабочая камера перемещается из исходного первоначального положения, по направлению к переднему концу корпуса 6, рано или поздно, все мелкие «обломки», состоящие из синтезированных прямо в полости последней новых кристаллических «зародышей» будут, таким образом, преобразованы в крупногабаритные монолитные гранулы.It is understandable that both of the above factors for the enlargement of the "alloy nuclei" work in parallel and simultaneously. That is, as the length of the path along which the working chamber moves from its original initial position toward the front end of the
Последние, как было уже отмечено, по завершению процесса собственного укрупнения, стремятся перейти с верхнего уровня своего первоначального размещения, в самую нижнюю зону используемого для обработки устройства.The latter, as already noted, upon completion of the process of their own enlargement, strive to move from the upper level of their initial location, to the lowest zone of the device used for processing.
Совершая указанное выше вертикальное перемещение, некоторая часть сформированных, таким образом, достаточно массивных металлических «чешуек», может «нечаянно» встретиться с поверхностью ранее осевшего на боковой наружной поверхности стержня затравки 7 рыхлого слоя «Ж», образованного из полученных в области обработки мелкодисперсных шлаковых отходов. В итоге наличия факта действия такого «случайного попадания», эти «разросшиеся» гранулы, с достаточно высокой степень вероятности, могут оказаться просто напросто «наглухо» «вклеенными» в обволакивающее стержень-затравку 7 рыхлое неметаллическое образование «Ж» (см. фиг.2), обладающее достаточно ярко выраженными показателями своей собственной адгезии.Performing the aforementioned vertical movement, some part of the thus formed sufficiently massive metal “flakes” can “accidentally” meet the surface of the loose seed layer “Zh” previously deposited on the seed
На этих, так сказать, «налипших» частицах из металлического циркония, из-за непрекращающегося воздействием перечисленных ранее технологических факторов, будет неуклонно продолжаться процесс формирования все новых и новых составляющих тело получаемого монокристалла металлических слоев, на основе использования для осуществления этого «роста» окружающих последние со всех сторон объемов аэрозольной пены.On these so-called “adhering” particles of metal zirconium, due to the incessant action of the above technological factors, the process of formation of more and more new metal constituents of the obtained single crystal body will continue continuously, based on the use of surrounding the latter on all sides of the volume of aerosol foam.
Сам же процесс осаждения на наружной боковой поверхности стержня-затравки 7 указанного выше промежуточного шлакового слоя «Ж», который формируется на «стартовом» этапе осуществления предложенной технологии обработки, протекает следующим образом.The very process of deposition on the outer side surface of the
В связи с тем, что попутно выделившиеся в ходе проведения операции восстановления металлов из частиц руды, и тоже непосредственно входящих прямо в их состав, разного рода соединений-примесей из других, присутствующих там же элементов-загрязнителей, и полученные точно таким же образом, кристаллики, тоже преобразуются, в конечном итоге, в крупицы неметаллических шлаковых отходов, то в силу наличия действия этого обстоятельства, в полости передвижной рабочей камеры и будет наблюдаться следующая картина.Due to the fact that various kinds of impurity compounds from other contaminant elements present in the same place, and crystals obtained in exactly the same way, which were simultaneously liberated during the reduction of metals from ore particles and also directly directly in their composition are also transformed, ultimately, into grains of non-metallic slag waste, then due to the presence of this circumstance, the following picture will be observed in the cavity of the mobile working chamber.
Состоящие из слипшихся между собой частиц неметаллических отходов, укрупненные комочки шлаковых ассоциатов, совершая «перелет» в толще составляющих это же самое «торнадо» потоков, и перемещаясь в них под влиянием тех же отмеченных ранее силовых факторов, от периферийных областей вихря «Е», к его ядру-центру, т.е такого рода «хвостовые» структурные образования в обязательном порядке, окажутся перемещенными прямо в зону «постоянно сохраняемого штилевого спокойствия».Consisting of particles of non-metallic waste sticking together, aggregated lumps of slag associates, making a “flight” in the thickness of the same “tornado” streams, and moving into them under the influence of the same force factors noted earlier, from the peripheral regions of the vortex “E”, to its core-center, that is, such “tail” structural formations without fail, will be displaced directly into the zone of “constantly maintained calm calm”.
В силу же того, что указанные выше мелкие шлаковые ассоциаты хорошо прилипают к любой, вступающей с ними в тесный контакт поверхности, они и сформируют таким образом, на периферийных боковых участках тела стержня-затравки 7 рыхлый промежуточный неметаллический «липкий» слой «Ж», на котором в последующем, производится «улавливание» и «фиксация» перемещающихся вниз по вертикали «разросшихся» гранул полученного в вихревых потоках металлического циркония. Кроме того, и пролетевшие мимо наружной поверхности стержня-затравки 7 укрупненные «чешуйки» этого же элемента Zr, опять же, может немного раньше, может чуть позже, будут, как и предполагалось заведомо, заброшены вновь на плоскость разрастающейся кольцевой монокристаллической структуры «И» (см. фиг.2).Due to the fact that the above-mentioned small slag associates adhere well to any surface that comes into close contact with them, they will thus form a loose intermediate non-metallic “sticky” layer “G” on the peripheral lateral parts of the body of the
Сам факт обязательного наступления этого события определяется, прежде всего, наличием влияния действия следующего, определяющего неизбежность возникновения момента его практической реализации, существенного технического обстоятельства.The fact of the obligatory onset of this event is determined, first of all, by the presence of the influence of the next action, which determines the inevitability of the moment of its practical implementation, an essential technical circumstance.
Пролетевшие мимо стержня-затравки 7 укрупненные в струях вихря «зернышки» металла, в конечном итоге, попадают либо непосредственно на перекрывающую входное отверстие сопла 10 разрезную лепестковую мембрану-шайбу 17 (см. фиг.4), или располагаются на «промежуточном» участке прилегающей к самой этой зоне, поверхности днища 6. И те, и другие «кусочки» циркония будут обязательно передвинуты перемещающейся и периодически совершающей к тому же угловые повороты поверхностью щеки 3 с первоначального места проведения своего «базирования», прямо к центральному, выпускающему струи сжатого воздуха, выходному отверстию, выполненному в центре указанного выше конструктивного элемента 17.Flown by the
Так как напор создаваемых в полости рабочей камеры обдувочными соплами 10 воздушных потоков достаточно велик (избыточное давление соответствует величине 0,4-0,6 кгс/см2), то попавшие в составляющие последние их струи металлические «обломки» из этого элемента Zr в буквальном смысле слова, попросту «вышибаются» из зоны своего расположения и подбрасываются под наклонными углами аир вверх и в сторону.Since the pressure created in the cavity of the working chamber by blowing
Встречая на траектории такого рода «подлета» какое-либо препятствие, например, поверхность перемещающейся щеки - поршня 3, эти кусочки металлического циркония отскакивают от нее, и меняют, вследствие этого, направление своего движения. В этом случае снова появляется достаточно высокая вероятность того, что эти «подкинутые вверх» металлические «осколки» окажутся заброшены прямо на наружную поверхность выращиваемого на стержне-затравке 7 кольцевого столбчатого монокристалла «И». Ведь в этой центральной зоне рабочей камеры, в отличие от всех остальных, размещенных на ее периферии, всегда царит «штилевое спокойствие», ибо в этой области и размещается так называемый «глаз бури». Если и после выполнения этого единичного «подскока» кусочек металла снова пролетит мимо поверхности выращиваемого в устройстве монокристалла «И», указанный ранее цикл его повторных «подбросов» и «перелетов» будет продолжаться до тех пор, пока это событие все-таки не превратится в практически реализованное.When they encounter any obstacle on the trajectory of this kind of “approach”, for example, the surface of a moving cheek -
Попавшие, в конечном итоге, на поверхность монокристалла «И» при выполнении серии такого рода «отскоков» и «рикошетов» гранулы этого металла «намертво» «прилипают» к его телу, и продолжают вместе с составляющими этот монокристалл и ранее осевшими на его тело базовыми слоями осуществлять уже совместный процесс его дальнейшего роста.Ultimately, the granules of this metal that got on the surface of the “I” single crystal during the execution of a series of such “rebounds” and “rebounds” “stick” to its body, and continue together with the components of this single crystal and previously settled on its body base layers to carry out a joint process of its further growth.
Увеличение степени равномерности распределения толщины составляющих кольцевой столбчатый монокристалл «И» по всей его длине стенок, и также и повышение чистоты его наружной боковой поверхности в процессе проведения его формирования, обеспечивается благодаря постоянному выполнению серии поворотов, осуществляемых с небольшой угловой скоростью (2-4 об/минуту), вокруг своей продольной оси симметрии.An increase in the uniformity of the distribution of the thickness of the components of the annular columnar single crystal “I” along its entire length of the walls, as well as an increase in the purity of its outer side surface in the process of its formation, is ensured by the constant execution of a series of turns carried out with a small angular velocity (2-4 r / minute), around its longitudinal axis of symmetry.
Для устранения появления возможных «грубых» погрешностей получаемой монокристаллом кольцевой формы, на втором, уже обратном отрезке пути его перемещения по поверхности полости корпуса 6, направление вращения монокристалла «И» меняется на противоположное (производится его реверс).To eliminate the appearance of possible “gross” errors obtained by the single crystal of a ring shape, on the second, already inverse segment of the path of its movement along the surface of the cavity of the
Все указанные выше события, выполняемые в полости передвижной рабочей камеры, свершаются и протекают в ее объеме на протяжении всего цикла ее перемещения внутри корпуса применяемого для проведения обработки, самого этого устройства. При достижении этим сборным узлом крайнего переднего «правого» положения; (полностью пройден прямой отрезок пути перемещения) срабатывает путевой конечный выключатель (на чертеже не показан), и поступательное передвижение рабочей камеры начинает осуществляться с проведением переноса составляющих ее конструктивных элементов, приближающим последние к самой задней «левой» части корпуса 6 устройства.All of the above events performed in the cavity of the mobile working chamber are completed and proceed in its volume throughout the entire cycle of its movement inside the case used for processing the device itself. When this assembly unit reaches the extreme front “right” position; (the straight segment of the travel path has been completely passed), the travel limit switch (not shown in the drawing) is triggered, and the translational movement of the working chamber begins with the transfer of its constituent structural components, bringing them closer to the rear “left” part of the
Направление же углового перемещения составляющих эту камеру деталей вокруг собственной продольной оси симметрии, в этот момент времени, как уже было указано тоже меняется на противоположное.The direction of the angular displacement of the components of this chamber around its own longitudinal axis of symmetry, at this point in time, as already indicated, also changes to the opposite.
Таким образом, при осуществлении второй, «окончательной» «обратной» стадии цикла своего передвижения, в объеме рабочей камеры полностью завершаются последние этапы процесса формирования тела синтезируемого на стержне-затравке 7 столбчатого кольцевого монокристалла «И», обеспечивающего получение последним заданных технологией обработки качественных «кондиций». То есть, как бы производится «финишная» «доводка» этого готового конечного продукта до получения заданных ему и оговоренных техусловиями, необходимых его параметров. В конечном итоге, передвигаясь в обратном направлении, рабочая камера снова приходит в свое исходное первоначальное занимаемое ею положение, то есть опять попадает в полость съемного накидного колпака 4, в котором раньше осуществлялась загрузка ее объема обрабатываемым сырьевым материалом 1.Thus, in the implementation of the second, “final” “reverse” stage of the cycle of movement, the last stages of the process of body formation of the “And” columnar ring single crystal synthesized on the
В процессе прохождения рабочей камерой соответствующих областей корпуса 6, производилось периодическое «стравливание» накопленных в ее внутренней полости объемов вновь полученных в процессе проведения восстановления металла из частиц руды летучих газовых соединений, а также избыточно поступивших порций подаваемого туда сжатого воздуха. Для осуществления этой операции использовались закрепленные на корпусе 6 устройства выпускные патрубки 18, полость которых соединялась с объемом рабочей камеры в моменты срабатывания редукционных клапанов 19. Последние открывались в том случае, если избыточное давление в полости передвижной рабочей камеры превышало значение этого параметра, заданное технологией обработки.In the process of passing through the working chamber of the corresponding areas of the
Открытие редукционных клапанов 19, в конечном итоге, обеспечивало выброс ненужных для проведения процесса формирования монокристалла «И» объемов газов, непосредственно в окружающую устройство наружную атмосферу.The opening of the
Так как на боковой наружной поверхности правой и левой поршнеобразных щек 3, входящих в состав передвижной рабочей камеры, предусматривается проведение установки эластичных герметизирующих ее объем «скользких» уплотнений, то для предотвращения их преждевременного выхода из строя (уплотнения на чертеже не показаны), при изготовлении предложенного устройства использовались следующие конструктивные приемы.Since on the lateral outer surface of the right and left piston-shaped
Формирующиеся в местах монтажа сообщающихся с внутренним объемом корпуса 6 и применяемых в устройстве конструктивных элементов 10; 14; 18 криволинейные выемки, получающиеся как бы сами собой при взаимном пересечении контактирующих друг с другом сопрягающихся криволинейных поверхностей тел вращения, заполняются выглаживающими шайбами (см. фиг.3 - позиция 16; фиг.4 - позиция 17). Последние выполнены в виде лепестковых мембран с «дыркой» в центре, установленных в районе размещения нижних выходных отверстий обдувочных сопел 10, а также выпускных патрубков 18, а в качестве материала для изготовления используется эластичная резина.Formed in the places of installation communicating with the internal volume of the
При проведении монтажа фокусирующих насадок 14 в полости установочных втулок 15 (см. фиг.3), указанные выше криволинейные выемки на внутренней поверхности корпуса 6, заполняются наглухо запрессованными в эти полученные на его внутренней поверхности углубления - полости порошком, состоящем из мелких частичек кобальта или железа (шайба поз.17 - фиг.3).When carrying out the installation of the focusing
И в этом, и в другом случае использование указанных выше конструктивных элементов позволяет ликвидировать возможности формирования на внутренней боковой поверхности корпуса 6, в местах пересечения ее с поверхностью узлов 10, 14, 18 острых режущих кромок. Получается, что все зоны сопряжения последних с корпусом 6 выполняются как бы «заподлицо» и имеют абсолютно гладкие плоскости в местах осуществления возможного прохождения имеющихся на боковой наружной поверхности щек-поршней 3 и принадлежащих им герметизирующих уплотнений.And in this, and in another case, the use of the above structural elements eliminates the possibility of forming on the inner side surface of the
Монтаж Ф-образных магнитных генераторов 11 с имеющимися в их нижней части насадками 14 на поверхности корпуса 6 производится с применением жестко закрепленных направляющих полых втулок 15, и за счет использования выполненных на стыкуемых поверхностях указанных выше деталей крепежных резьб (см. фиг.З). Для повышения точности взаимной фиксации собираемых в единый узел составляющих его конструктивных элементов, на имеющуюся на наружной поверхности фокусирующей насадки 14 установочную резьбу, могут нанизываться 2 контргайки (на чертеже перечисленные выше особенности исполнения этих деталей не отражены).The installation of the F-shaped
Итак, после того как передвижная рабочая камера с сформированным внутри ее объем столбчатым кольцевым монокристаллом из металлического циркония «И», полностью займет свое первоначальное исходное положение в объеме накидного съемного колпака 4, и о факте наступления этого события будет получен соответствующий сигнал от используемого для этого датчика фиксации ее конечной позиции (например, от путевого конечного выключателя), все системы, обслуживающие работу установки, отключаются от применяемых внешних источников питания (привод движения; электрические схемы магнитных генераторов, подающие струи сжатого воздуха сопла).So, after the mobile working chamber with the columnar ring monocrystal made of metal zirconium “I” formed inside its volume, it will completely occupy its original initial position in the volume of the cap
В дальнейшем с корпуса 6, за счет отсоединения друг от друга кольцевых плоских стыковочных фланцев 5, осуществляемого при помощи быстроразъемных крепежных элементов (на чертеже не показаны), снимается накидной колпак 4. Затем отвинчивается и стопорная гайка 9, закрепляющая на резьбовой шейке ходового валика 8 поршнеообразную левую щеку 3, и последняя «выдергивается» из своего ранее занимаемого в указанном узле прежнего положения. При этом открывается свободный доступ к сформированному кольцевому столбчатому монокристаллу «И» (см. фиг.2), и последний без каких-либо на то особых затруднений извлекается из полости этого устройства.Subsequently, from the
«Комфортные» условия проведения демонтажа ранее полученного в устройстве этого металлического образования обеспечиваются, прежде всего, тем, что между внутренней боковой поверхностью сформированного по его центру отверстия и стержнем-затравкой 7 размещен промежуточный рыхлый слой «Ж» (см. фиг.2), целиком состоящий из накопленных в этой области шлаковых отходов."Comfortable" conditions for dismantling the metal formation previously obtained in the device are provided, first of all, by the fact that between the inner side surface of the hole formed at its center and the
После извлечения монокристалла «И» из устройства частично заполняющие имеющееся в нем центральное посадочное отверстие мелкодисперсные шлаки легко вытряхиваются оттуда при приложении к ним даже незначительного механического воздействия.After removing the “I” single crystal from the device, the finely dispersed slags partially filling the central bore hole contained in it are easily shaken from there when even a minor mechanical impact is applied to them.
Цикл обработки на этом можно считать полностью завершенным. Следует остановиться еще и на том, что позволяющие осуществлять подвод питающих обмотки-катушки 13 генераторов 11 импульсов блоки питания (на чертежах не показаны) снабжены соответствующими электронными схемами, с помощью которых сигналы формируются в форме «равнобедренной трапеции», и собираются в своего рода наборные пакеты, (как бы в псевдофазу), составляющие которую элементы имеют соответствующие угловые смещения относительно аналогичных соседних (см. фиг.5), а также последние еще и имеют дополнительные контура, обеспечивающие возможность проведения регулировки величины напряженности и частоты колебаний в зоне обработки «трапецеидальных» магнитных полей (то есть величины силы тока, напряжения, частоты подаваемых электрических сигналов).The processing cycle on this can be considered completely completed. It should also be emphasized on the fact that the power supply units (not shown in the drawings) that allow supplying the supply windings to the
Как уже было отмечено ранее, за счет выполнения указанных выше изменений основных технологических параметров процесса проведения переработки применяемой смеси, состоящей из исходного сырьевого материала и гарантируется получение готового конечного продукта, обладающего заранее заданной техусловиями чертежа собственными качественными техническими показателями и положительными свойствами.As noted earlier, by performing the above changes in the main technological parameters of the process of processing the mixture used, consisting of the starting raw material, it is guaranteed to obtain a finished final product that has the predetermined technical specifications of the drawing with its own qualitative technical indicators and positive properties.
Зафиксированные в процессе использования для достижения указанных выше целей при применении такого типа конструкции предложенного устройства, технико-экономические показатели, характеризующие степень эффективности выполняемой с его помощью обработки, позволили определить следующее:The technical and economic indicators characterizing the degree of efficiency of the processing performed with its use, recorded during the use to achieve the above goals when applying this type of design of the proposed device, made it possible to determine the following:
При длине устройства в 1,5 метра и ширине его с учетом габаритов обслуживающих его работу систем в 1,2 м, а также при диаметре корпуса, равном 0,44 м, и в случае проведения его эксплуатации в 3-х сменном режиме, обеспечивается получение 0,7÷0,8 тонны металлического циркония в течение одних суток. Расход электроэнергии в расчете на одну тонну полученного в соответствии с предложенной технологией этого металла составляет 2,7-3,2 тыс. кВт/час.With a device length of 1.5 meters and its width, taking into account the dimensions of the systems serving its operation of 1.2 m, as well as with a case diameter of 0.44 m, and if it is operated in 3 shift modes, it is ensured obtaining 0.7 ÷ 0.8 tons of zirconium metal in one day. Electricity consumption per tonne obtained in accordance with the proposed technology of this metal is 2.7-3.2 thousand kW / h.
Учитывая все изложенное выше, можно прийти к следующему заключению. Использование предлагаемого способа получения металлического циркония, а также применяемого для осуществления этой технологии устройства, обеспечивает существенное уменьшение необходимых для переработки исходного сырья в готовый конечный продукт, затрат электрической энергии. То есть применение предлагаемых технических решений создает условия для сокращения ее расхода в 8-15 раз по отношению к ее количеству, необходимому для получения аналогичного продукта, проводимому с использованием расплава составляющего его солей металла, формируемого к тому же с привлечением для этого достаточно сложных технических систем, созданных из разного рода и назначения плавильных и химических агрегатов.Given all of the above, we can come to the following conclusion. Using the proposed method for producing metallic zirconium, as well as the device used to implement this technology, provides a significant reduction in the cost of electric energy required for processing the feedstock into a finished final product. That is, the application of the proposed technical solutions creates the conditions for reducing its consumption by 8-15 times in relation to its quantity necessary to obtain a similar product, carried out using a melt of the metal salts constituting it, which is also formed using sufficiently complex technical systems created from various sorts and purposes of smelting and chemical units.
Кроме того, в случае осуществления процесса обработки в соответствии с предлагаемым способом, последняя протекает в течение всего лишь одного технологического перехода, и в окружающее оборудование природную среду не производятся выбросы вредных веществ, неизбежно сопровождающие выполняемые в соответствии с «классической» схемой методы получения того же самого конечного продукта.In addition, if the processing process is carried out in accordance with the proposed method, the latter proceeds during only one technological transition, and no harmful substances are emitted into the surrounding equipment environment, which inevitably accompanies the methods of obtaining the same procedures performed in accordance with the “classical” scheme the end product itself.
Следует дополнительно отметить еще и то, что сам полностью готовый к последующему применению металлический цирконий формируется в виде сплошного столбчатого кольцевого монокристалла, имеющего практически не изменяющуюся собственную конфигурацию, и включающий в свой состав синтезируемый из исходного сырья элемент - цирконий, содержание которого в объеме самой этой структуры составляет величину 99,99999%.It should also be noted that metal zirconium itself, which is completely ready for subsequent use, is formed in the form of a continuous columnar ring single crystal, which has a practically unchanged intrinsic configuration, and including zirconium synthesized from the feedstock, the content of which is in the volume of this structure is 99.99999%.
Сформированный в соответствии с предложенной технологией металл обладает высокой степенью стабильности своих полученных, к тому же, в течение только одного и непродолжительного технологического этапа, собственных физико-химических, а также механических характеристик.Formed in accordance with the proposed technology, the metal has a high degree of stability of its obtained, moreover, during only one and short technological stage, its own physico-chemical, as well as mechanical characteristics.
Изготовленный с применением почти однотипного сырьевого материала, сам металлический цирконий имеет достаточно низкий удельный объемный вес, и обладает высокой тугоплавкостью, а также еще и хорошей стойкостью по отношению к внешним агрессивным воздействиям.Made using almost the same type of raw material, zirconium metal itself has a fairly low specific bulk density, and has high refractoriness, as well as good resistance to external aggressive influences.
Полученные с применением предложенной технологии столбчатые кольцевые монокристаллы на основе металлического циркония так называемой «ядерной чистоты» могут быть использованы для удовлетворения соответствующих нужд действующего промышленного производства без проведения каких-либо дополнительных операций по их «финишной» доработке.Obtained using the proposed technology, columnar ring single crystals based on metal zirconium of the so-called "nuclear purity" can be used to meet the corresponding needs of existing industrial production without any additional operations for their "final" refinement.
Внедрение предлагаемого процесса, а также применяемого в ходе его выполнения устройства в производство, не требует привлечения значительных капиталовложений, и не связано с необходимостью использования существенных трудовых затрат, а также длительных сроков времени, необходимых для осуществления подготовки производства.The introduction of the proposed process, as well as the device used in the course of its implementation, does not require significant investments, and is not associated with the need to use significant labor costs, as well as the long lead times required for the preparation of production.
Выбор входящих в состав предлагаемого устройства материалов и узлов, произведен с учетом возможности применения в качестве последних аналогичных, широко распространенных и используемых в оборудовании, предназначенном для выполнения похожих, на указанную выше, технологий. Само же это предлагаемое устройство отличается высокой степенью простоты его конструктивного исполнения, и вследствие этого, имеет хорошие показатели собственной эксплуатационной надежности.The choice of materials and components included in the composition of the proposed device was made taking into account the possibility of using as the latter similar, widespread and used in equipment designed to perform similar to the above technologies. This proposed device itself is distinguished by a high degree of simplicity of its design, and as a result, it has good indicators of its own operational reliability.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013143335/02A RU2575898C2 (en) | 2013-09-24 | Zirconium metal production from ore water suspension containing zirconium compounds and device to this end |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013143335/02A RU2575898C2 (en) | 2013-09-24 | Zirconium metal production from ore water suspension containing zirconium compounds and device to this end |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013143335A RU2013143335A (en) | 2015-04-10 |
| RU2575898C2 true RU2575898C2 (en) | 2016-02-20 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2037267A (en) * | 1978-12-15 | 1980-07-09 | Goldschmidt Ag Th | Process for the manufacture of zirconium oxide from technical grade calcium zirconate |
| WO1988007191A1 (en) * | 1987-03-12 | 1988-09-22 | Albany Titanium, Inc. | Process for the production of group ivb transition metal-alkali metal-fluoride salts and purification thereof |
| US5688477A (en) * | 1994-01-31 | 1997-11-18 | Atomic Energy Corporation Of South Africa Limited | Process for reacting dissociated zircon with gaseous hydrogen fluoride |
| RU2173727C2 (en) * | 1995-11-02 | 2001-09-20 | Индустриконтакт, Инг. О. Эллингсен Энд Ко. | Method of preparing metals such as aluminium, magnesium silicon of the like from metal oxide compounds |
| RU2003128051A (en) * | 2003-09-18 | 2005-04-10 | Открытое акционерное общество "Чепецкий механический завод" (ОАО ЧМЗ) (RU) | MAGNETIC THERMAL METHOD FOR PRODUCING SPONGED ZIRCONIUM AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION |
| RU2304488C1 (en) * | 2006-02-17 | 2007-08-20 | Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра РАН (ИХТРЭМС КНЦ РАН) | Zirconium powder manufacturing process |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2037267A (en) * | 1978-12-15 | 1980-07-09 | Goldschmidt Ag Th | Process for the manufacture of zirconium oxide from technical grade calcium zirconate |
| WO1988007191A1 (en) * | 1987-03-12 | 1988-09-22 | Albany Titanium, Inc. | Process for the production of group ivb transition metal-alkali metal-fluoride salts and purification thereof |
| US5688477A (en) * | 1994-01-31 | 1997-11-18 | Atomic Energy Corporation Of South Africa Limited | Process for reacting dissociated zircon with gaseous hydrogen fluoride |
| RU2173727C2 (en) * | 1995-11-02 | 2001-09-20 | Индустриконтакт, Инг. О. Эллингсен Энд Ко. | Method of preparing metals such as aluminium, magnesium silicon of the like from metal oxide compounds |
| RU2003128051A (en) * | 2003-09-18 | 2005-04-10 | Открытое акционерное общество "Чепецкий механический завод" (ОАО ЧМЗ) (RU) | MAGNETIC THERMAL METHOD FOR PRODUCING SPONGED ZIRCONIUM AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION |
| RU2304488C1 (en) * | 2006-02-17 | 2007-08-20 | Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра РАН (ИХТРЭМС КНЦ РАН) | Zirconium powder manufacturing process |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN210115134U (en) | Ore crushing device | |
| CN107051685B (en) | A kind of high speed for carbonated rare earth sieves breaker | |
| CN107442218A (en) | A kind of multistage grinding agitating device of the slurry of graphene | |
| RU2575898C2 (en) | Zirconium metal production from ore water suspension containing zirconium compounds and device to this end | |
| RU2567768C2 (en) | Method of alloy production based on titanium from water suspension of particles of ore containing compounds of titanium, and device of its implementation | |
| CN114054336A (en) | Metal powder granularity screening device for selective laser melting forming | |
| JP2006265086A (en) | Method and apparatus for producing nickel hydroxide particles | |
| RU2567782C2 (en) | Zinc metal production from water suspension of particles of this compound of ore and device to this end | |
| RU2606669C2 (en) | Method for producing alloy consisting of titanium, iron, chromium and zirconium, from aqueous suspension of particles of ores containing titanium, iron, chromium and zirconium compounds, and device therefor | |
| CN210545617U (en) | Broken screening all-in-one of concrete stone material | |
| RU2634562C2 (en) | Method for producing "superalloy" based on titanium, aluminium, iron, chromium, copper and silicon from water suspension of particles containing compounds of these ore elements, and device for its implementation | |
| RU2567767C2 (en) | Method of metal stannum production from water suspension of particles of ore containing compounds of stannum and device of its implementation | |
| RU2606670C2 (en) | Method for producing alloy containing titanium, iron, chromium and silicon, from aqueous suspension of particles of ores containing titanium, iron, chromium and silicon compounds, and device therefor | |
| RU2575895C2 (en) | Production of alloy containing titanium, copper and silicon and device to this end | |
| RU2567769C2 (en) | Metal plumbum production from water suspension of particles of ore containing compounds of plumbum and device of its implementation | |
| CN117162280A (en) | An efficient homogeneous mixing system for building gypsum | |
| RU2574154C1 (en) | Method of producing of alloy containing aluminium and silicon, and device for its implementation | |
| RU2574155C1 (en) | Method of producing of three-component alloy aluminium-zinc-silicon from water suspension of ore particles, containing compounds of aluminium, zinc and silicon, and device for its implementation | |
| RU2575897C2 (en) | Production of two-component alloy containing copper and silicon and device to this end | |
| Zhou et al. | Hollow microscale organization ofBi2S3 nanorods | |
| CN216296130U (en) | Tombarthite dissolving tank | |
| JP5066769B2 (en) | White line powder derived from waste gypsum board, and method for producing white line powder | |
| KR20040005411A (en) | An ultrasonic spray pyrolysis apparatus for the production of ultrafine particles | |
| CN212732499U (en) | Quartz sand sieving mechanism that fineness is high | |
| CN215087498U (en) | Grit reducing mechanism is used in concrete production |