Материалы

Электротермические методы разрушения и обработки горных пород


Горные породы неоднородны по составу, следовательно, разруше­ние их происходит при меньшем пробивном напряжении, чем однород­ных диэлектриков. Процесс, протекающий в момент разрушения, начи­нается в одном месте и затем распространяется по направлению к элек­тродам.

Рис. 1. Принципиальные схемы электротермических методов разру­шения (контактные методы):

а - низкочастотный метод разрушения слоистых материалов; Т - трансформатор;

Э - электроды; б - низкочастотный метод односторон­него нагрева;

в - высокочастотный контактный метод теплового пробоя; г - метод разрушения высокочастотными импульсным пробоем: R - за­рядное сопротивление; С - емкостный накопитель; Р - зарядник; д - из­бирательное дробление при высоковольтном импульсном пробое; е -разрушение одновременным воздействием токами высокой и промыш­ленной частоты; С - конденсатор, пропускающий токи высокой частоты

 

При использовании импульсного высоковольтного пробоя при на­пряжении 50 кв. разрушались образцы бурого железняка, каменного уг­ля. Эффект разрушения этих материалов пропорционален крутизне пе­реднего фронта импульса, выделяющегося при пробое образца (рис. 1,г). Импульсный метод применяется в основном при дроблении горных по­род.

Бесконтактные способы воздействия электромагнитного поля мо­гут, применяется для разрушения и обработки горных пород. Руда имеет всегда большее сопротивление, чем составляющие ее рудные минералы. Наличие в руде высокоомных компонентов, которые в ряде случаев об­волакивают зерна рудных минералов, повышает сопротивление руды по сравнению с чистыми минералами. Так, например, электрическое сопро­тивление чистого минерала магнетита равно 0,01 Om/m, а для магнети-товой руды он изменяется от 1 до 1100 Om/m. Проводящие полупро­водниковые минералы значительно нагреваются в электрическом поле, а диэлектрические практически не греются. На границах раздела минера­лов развиваются термомеханические напряжения, в результате проч­ность пород с ростом температуры уменьшается в несколько раз, что облегчит и удешевит последующий помол и сепарацию. Так, например, железистые кварциты, перерабатываемые на обогатительных фабриках, представляют собой многокомпонентные системы различных по проч­ности и измельчаемости минералов. Основное место в подготовке их к обогащению занимают процессы раскрытия минералов: дробление, из­мельчение, классификация. Эти процессы являются наиболее энергоем­кими и дорогостоящими. Капитальные и эксплуатационные затраты на них могут достигать 70% всех затрат на обогащение. Поэтому совер­шенствование процессов рудоподготовки, приводящих к снижению прочностных свойств и уменьшению энергетических затрат при обога­щении, являются важной народнохозяйственной задачей.

Перспективными являются создание установок с индукционным нагревом проводящих и магнитных руд электромагнитным полем, кото­рые могут оказаться более производительными, экономичными и эф­фективными для промышленного применения.

Технология разрушения энергетически выгодна, прежде всего, для пород, содержащих небольшое количество рудных минералов, когда на­гревается один этот минерал без нагрева пустой породы и затрачивается небольшое количество энергии, а на последующих операциях измельче­ния и обогащения оно значительно экономится.

 

1 2
Общее время работы: 17.860889434814 мс
Использование памяти: 660 КБ