SU1590135A1

SU1590135A1 - Способ диспергировани каолина

Info

Publication number: SU1590135A1
Application number: SU884608628A
Authority: SU
Inventors: Нэля Ефимовна Немчина; Федор Данилович Овчаренко; Виталий Анатольевич Прокопенко
Original assignee: Институт коллоидной химии и химии воды им.А.В.Думанского
Priority date: 1988-11-25
Filing date: 1988-11-25
Publication date: 1990-09-07

Abstract

Изобретение относитс к получению тонкодисперсных порошков каолина. С целью повышени степени дисперсности и снижени энергоемкости процесса в способе, включающем приготовление суспензии, гидродинамическую кавитационную обработку и воздействие ударных волн на движущуюс суспензию при рециркул ции последней, предварительно суспензию, движуюс со скоростью 5 - 8 м/с, подвергают дегазации в режиме развитой кавитации в диапазоне чисел кавитации 1 -6 при длине суперкаверн, равной 25 - 40 ее диаметра, в течение 1 - 1,2 с, а последующую гидродинамическую кавитационную обработку ведут при числах кавитации 0,6 - 1,5, причем перед воздействием ударных волн в суспензию, движущуюс со скоростью 12 - 14 м/с, подают инертный по отношению к каолину газообразный агент в количестве 10 - 15 % от объема суспензии. Кроме того в количестве газообразного агента может быть использована парогазова смесь, полученна в процессе дегазации суспензии, или воздух. Удельные затраты энергии 18 - 23 Втч/м 3, размер частиц каолина 0,3 - 0,4 мкм. 1 з.п.ф-лы, 2 табл.

Description

ел.

со

Изобретение относитс к области обработки нерудных минералов, в частности к обработке глин, и может быть использовано дл получени тонкодис- персных порошков каолинов.

Целью изобретени вл етс повышение степени дисперсности и снижение энергоемкости процесса.

Способ реализуетс следующим образом .

Вода и каолин в заданном соотно- ;, шении непрерывно поступают через за- порно-регулирующие устройства в при- ;вмную буферную емкость, из которой

при помогщ насоса перекачиваютс со скоростью 5-8 м/с в дегазатор с конусным кавитатором. Из образующейс за конусом нестагщонарной кавер- --- ны с относительной длиной, равной 25 - 40 ее диаметра, при числах кавитации 1 - 6 производитс отбор парогазовой смеси, испар ющейс с границы раздела фаз жидкость - каверна в полость последней. Врем пребывани суспензии в дегазаторе 1,0 - 1,2 с.

При этом газосодержание в суспензии снижаетс до 1% по ее объему, что позвол ет реализовать более жесткие

00 СП

режимы кавитации при небольш х затратах энергии (т.е. . числах кавитации 0,6 -1,5) на диспергирование.

Из дегазатора дегазированна сус- пензи поступает в камеру дли кавита- ционно-куммул тивной обработ1си, представл ющую собой комбинацию суперка- витирующих рабочих участков, в которых набегающий поток ускор етс в KOH-|Q фузоре и натекает на неподви;кно укрепленную в узком цилиндрическом участке суперкавитирующую крыльчатку с об- разованием геликоидальных нестационарных каверн конечных размеров. tS

Каверны, нестационарно замыка сь, генерируют пол кавитационных пузырьков , которые схлопываютс с образованием кумул тивных струек большой кине- .тической энергии. Скорость кумул тив- 0 ной струйки достигает значений до 1500 м/с, давление в месте схлопыва- ни до 100 МПа, ее-размеры 1 - 40 мкм. Относительна глубина проникани кумул тивной струйки в твердые частицы 25 составл ет 0,1 - 5,0 ее длин в зави- .симости от физико-механических свойств /материала и струйки. Кумул тивна . струйка, проника в окружающую ее жид- Iкость и твердые частицы суспензии, зО диспергирует последние

Затем суспензи поступает в устройство , представл ющее собой сопло типа Лавал , служащее дл создани ударных волн. Поскольку в камере схлопываютс не все кавитационные пузьфьзси, то поступающа в устройство смесь вл етс по существу трехфазной, состо щей из жидкости, твердых частиц и кавитационных пузырьков (парогаза), достаточно 40 равномерно распределенных в жидкости, поэтому скорость распространени звука в такой смеси невелика и составл ет всего 10 - 15 м/с в зависимости от объемного соотношени вода - каолин - 4 пузырьки парогаза.

Равномерна подача через перфорированную сетку диаметром 0,5 мм инертного по отношению к каолину газового агента в количестве 10 - 15% от объема сус- пензии на входе в устройство снижает пороговую скорость распространени звука в этой новой смеси в св зи с быстрой диссипащ1ей энергии, волны на боль- йом количестве газовых и парогазовых .

пузьфьков.

При движении суспензии с;о скоростью 12 - 14 м/с происходит образование ударных волн. Образующиес . гфи

преодолении потоком суспензии звукового барьера ударные волны взаимодействуют с частицами каолина и разрушают их. Кроме того, при переходе потока суспензии через фронт ударной волны происходит дробление пузырьков введё- ной парогазовой смеси и кавитационных пузырьков, создаютс услови дп их схлопьшани и дополнительного кавита- ционного воздействи на суспензию, так как ударное давление кумул тивной струйки на фронте ударной волны значительно выше, чем в потоке суспензии .

В результате воздействи на суспензию гидродинамической кавитации и ударных волн, происходит дезагрегаци и диспергирование твердых частиц као- в воде, что выражаетс в значительном увеличении степени дисперсности каолина, повышении однородности гранулометрического состава, улучшении его эксплуатационных характеристик -г при значительном уменьшении энергоемкости процесса.

Пример. Вода и каолин, смешанные до плотности 1,2 г/см (концентраци каолина 30%), подаютс в приемную .буферную емкость (цилиндр объемом 0,2 м) в количестве 12,5 . При помощи насоса производительностью 50 мз/ч, напором 0,3 МПа водно-каолинова суспензи со скоростью 7 м/с при числе кавитации 4 поступает в де- га затор длиной 2,5 м и диаметром. 0,055 м с конусным кавитатором измен емого диаметра, за которым образовываетс суперкаверна с относительной

- 1 - - - - 40 и длиной 1,„, -50- -ЗОИ

давлением в теле каверны, равным давлению насыщенных паров воды-при 20 С. Отбор парогазовой смеси происходит из тела каверны по ее горизонтальной оси через перфорированньй трубопровод с относительной длиной 15, врем пребьшани Каолина в дегазаторе за один цикл составл ет 0,25 с. После дегазации суспензи поступает в камеру дп гидродинамической кавитацион- ной обработки при среднем числе кавитации 1 и времени пребывани 6 с.

После гидродинамической кавитаци- онной обработки трехфазна суспензи (жидкость, кавитационные пузырьки, твердые частицы) поступает со скоростью 13 м/с вход устройства (сверх звуковое сопло типа Лавал ), где чеФормула изобретени

Claims

1, Способ дисйергировани каолина включающий приготовление суспензии, гидродинамическую кавитацнонную обра ботку и воздействие ударных волн на движущуюс суспензию при рециркул ци последней, отличающийс

рез задорно-регулирующее устройство происходит подача газового агента, отобранного из каверны парогазовой смеси, в количестве 0,0016 , что составл ет 12% от объема движущейс суспензии. При этом скорость распространени звука в такой смеси понижаетс до 10 м/с, поэтому в устройстве .- возникают ударные волны. Среднее вре- ю тем, что, с целью повьшени степени м пребывани смеси в зоне обработкидисперсности и снижени энергоемкое

ударными волнами (в диффузоре сопла) за один цикл составл ет 0,2 с.

Затем смесь через регулирующее устройство подаетс на рециркул цию,J5 кратность рециркул ции составл ет 4, врем кавитационной обработки 24 с, врем дегазации 1,1 с, врем пребывани смеси в зоне ударных волн 1,0- -0,8 с, общее врем обработки 26,9 с.

В результате проведенного гидроди20

тй процесса, предварительно суспенз движущуюс со скоростью 5-8 м/с, подвергают дегазаи и в режиме разви той кавитации в диапазоне чисел кави тации 1 - 6 при длине суперкаверн, равной 25 - 40 ее диаметра, в течени 1 - 1,2 с, последующую гидродинамическую кавитационную обработку веду при числах кавитации 0,6 - 1,5, а п ред воздействием ударных волн в сус пензию, движущуюс со скоростью 12 14 м/с, подают инертный по отношению к каолину газообразный агент в коли

тй процесса, предварительно суспензи движущуюс со скоростью 5-8 м/с, подвергают дегазаи и в режиме развитой кавитации в диапазоне чисел кави тации 1 - 6 при длине суперкаверн, равной 25 - 40 ее диаметра, в течени 1 - 1,2 с, последующую гидродинамическую кавитационную обработку ведут при числах кавитации 0,6 - 1,5, а пе ред воздействием ударных волн в суспензию , движущуюс со скоростью 12 - 14 м/с, подают инертный по отношению к каолину газообразный агент в колинамического кавитационного диспергировани получают размеры частиц каолина 0,25 - 0,3 мкм. Удельные затраты энергии составл ют 23 Вт.ч/м. 25 честве 10 - 15% .от объема суспензии.

Степень дисперсности каолина и затраты энергоемкости процесса в зависимости от условий способа диспергировани каолина приведены в табл. 1.

В табл, 2 приведены сравнительные

30

2. Способ по п. 1, отличающийс тем, что в качестве газообразного агента используют парогазо вую смесь, полученную в процессе дегазации суспензии, или воздух.

.результаты предлагаемого и известного способов.

Формула изобретени

тем, что, с целью повьшени степени дисперсности и снижени энергоемкое

1, Способ дисйергировани каолина, включающий приготовление суспензии, гидродинамическую кавитацнонную обработку и воздействие ударных волн на движущуюс суспензию при рециркул ции последней, отличающийс

тй процесса, предварительно суспензию, движущуюс со скоростью 5-8 м/с, подвергают дегазаи и в режиме развитой кавитации в диапазоне чисел кавитации 1 - 6 при длине суперкаверн, равной 25 - 40 ее диаметра, в течение 1 - 1,2 с, последующую гидродинамическую кавитационную обработку ведут при числах кавитации 0,6 - 1,5, а перед воздействием ударных волн в суспензию , движущуюс со скоростью 12 - 14 м/с, подают инертный по отношению к каолину газообразный агент в количестве 10 - 15% .от объема суспензии.

2. Способ по п. 1, отличающийс тем, что в качестве газообразного агента используют парогазовую смесь, полученную в процессе дегазации суспензии, или воздух.

Таблица 1