Каолин нь манай улсад элбэг дэлбэг нөөцтэй бөгөөд батлагдсан геологийн нөөц нь 3 тэрбум орчим тонн бөгөөд голчлон Гуандун, Гуанши, Жанши, Фужиан, Жянсу болон бусад газарт тархсан байдаг. Геологийн тогтоцын янз бүрийн шалтгаанаас шалтгаалан өөр өөр үйлдвэрлэсэн бүс нутгаас олборлосон каолины найрлага, бүтэц нь бас өөр өөр байдаг. Каолин нь 1:1 төрлийн давхаргат силикат бөгөөд октаэдр ба тетраэдрээс бүрддэг. Үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь SiO2 ба Al2O3 юм. Мөн бага хэмжээний Fe2O3, TiO2, MgO, CaO, K2O, Na2O гэх мэт орц найрлага агуулдаг. Каолин нь олон тооны маш сайн физик, химийн шинж чанар, процессын шинж чанартай тул нефть химийн, цаас үйлдвэрлэл, функциональ материал, бүрхүүл, керамик, ус нэвтэрдэггүй материал гэх мэт салбарт өргөн хэрэглэгддэг. Орчин үеийн шинжлэх ухаан, технологийн дэвшлийн хамт каолины шинэ хэрэглээ байнга өргөжиж, өндөр нарийвчлалтай, дэвшилтэт салбарт нэвтэрч эхэлж байна. Каолины хүдэр нь бага хэмжээний (ихэвчлэн 0.5% - 3%) төмрийн эрдэс бодис (төмрийн исэл, ильменит, сидерит, пирит, гялтгануур, турмалин гэх мэт) агуулдаг бөгөөд энэ нь каолины өнгийг өөрчилж, түүний хайлуулах процесст нөлөөлдөг. Цагаан байдал болон бусад шинж чанар нь каолины хэрэглээг хязгаарладаг. Тиймээс каолины найрлагын шинжилгээ, түүний хольцыг зайлуулах технологийн судалгаа нь онцгой чухал юм. Эдгээр өнгөт хольц нь ихэвчлэн сул соронзон шинж чанартай байдаг бөгөөд соронзон ялгах замаар арилгаж болно. Соронзон ялгах нь эрдсийн соронзон ялгааг ашиглан соронзон орон дахь эрдсийн хэсгүүдийг ялгах арга юм. Сул соронзон эрдсийн хувьд соронзон ялгахад өндөр градиент хүчтэй соронзон орон шаардлагатай.
HTDZ өндөр градиенттай зутан соронзон тусгаарлагчийн бүтэц ба ажиллах зарчим
1.1 Цахилгаан соронзон зутан өндөр градиенттай соронзон тусгаарлагчийн бүтэц
Машин нь голчлон хүрээ, тосоор хөргөдөг өдөөх ороомог, соронзон систем, ялгах орчин, ороомог хөргөлтийн систем, угаах систем, хүдрийн оролт ба гаралтын систем, хяналтын систем гэх мэт хэсгээс бүрдэнэ.
Зураг 1. Цахилгаан соронзон зутангийн өндөр градиенттай соронзон тусгаарлагчийн бүтцийн диаграмм
1- Өдөөлтийн ороомог 2- Соронзон систем 3- Ялгах орчин 4- Хийн хавхлага 5- Целлюлозын гаралтын хоолой
6-Урсдаг шат 7-Оролтын хоолой 8-Шааран зайлуулах хоолой
1.2 HTDZ цахилгаан соронзон зутан өндөр градиенттай соронзон тусгаарлагчийн техникийн шинж чанарууд
◎Тос хөргөлтийн технологиХөргөлтийн тосыг бүрэн битүүмжилсэн хөргөлтийн тосоор хөргөж, тос-усны дулаан солилцооны зарчмыг ашиглан дулаан солилцоог явуулж, том урсгалтай дискэн трансформаторын тосны шахуургыг ашигладаг. Хөргөлтийн тос нь хурдан эргэлтийн хурдтай, хүчтэй дулаан солилцооны багтаамжтай, ороомгийн температурын өсөлт багатай, соронзон орны хүч чадал өндөртэй.
◎Одоогийн шулуутгах болон одоогийн тогтворжуулах технологиШулуутгагч модулиар дамжуулан тогтвортой гүйдлийн гаралтыг бий болгож, өдөөх гүйдлийг янз бүрийн материалын шинж чанарын дагуу тохируулж, соронзон орны тогтвортой хүчийг хангаж, хамгийн сайн баяжуулах индексийг бий болгодог.
◎Том хөндий хуягт өндөр хүчин чадалтай физик соронзон технологиХөндий ороомгийг боохын тулд төмрийн хуяг ашиглан, цахилгаан соронзон соронзон хэлхээний зохистой бүтцийг зохион бүтээж, төмрийн хуягны ханалтыг бууруулж, соронзон урсгалын алдагдлыг бууруулж, ялгах хөндийд өндөр талбайн хүчийг үүсгэнэ.
◎Хатуу-шингэн-хий гурван фазын ялгах технологи: Тусгаарлах камерт байгаа материалыг зохих нөхцөлд зохих баяжуулах үр дүнд хүрэхийн тулд хөвөх чадвар, өөрийн таталцал, соронзон хүчний нөлөөнд оруулдаг. Буулгах ус болон өндөр агаарын даралтын хослол нь орчинг илүү цэвэрхэн болгодог.
◎Шинэ өргөстэй зэвэрдэггүй ган соронзон дамжуулагч ба соронзон материалын технологи: ялгах хэрэгсэл нь ган ноос, алмазан хэлбэртэй медиа тор эсвэл ган ноос, алмазан хэлбэртэй медиа торны хослолыг ашигладаг. Энэхүү хэрэгсэл нь тоног төхөөрөмжийн шинж чанар, элэгдэлд тэсвэртэй өндөр нэвчилттэй зэвэрдэггүй гангийн судалгаа, хөгжүүлэлтийг хослуулсан. Соронзон орны индукцийн градиент нь том, сул соронзон эрдэс бодисыг барихад хялбар, үлдэгдэл бага, хүдрийг гадагшлуулах үед орчинг угаахад хялбар байдаг.
1.3 Тоног төхөөрөмжийн зарчмын шинжилгээ ба соронзон орны тархалтын шинжилгээ
1.3.1Ангиллын зарчим ньХуягласан ороомогт тодорхой хэмжээний соронзон дамжуулагч зэвэрдэггүй ган ноос (эсвэл өргөссөн металл) байрлуулна. Ороомог өдөөгдсөний дараа соронзон дамжуулагч зэвэрдэггүй ган ноос соронзон болж, гадаргуу дээр маш тэгш бус соронзон орон, тухайлбал өндөр градиент соронзонжуулагч соронзон орон үүснэ. Парамагнетик материал нь ялгах сав дахь ган ноосоор дамжин өнгөрөхөд хэрэглэсэн соронзон орон ба соронзон орны градиентийн үржвэртэй пропорциональ соронзон орны хүчийг хүлээн авч, соронзон бус материал соронзон оронгоор шууд дамжин өнгөрөхийн оронд ган ноосны гадаргуу дээр шингээнэ. Энэ нь соронзон бус хавхлага болон дамжуулах хоолойгоор дамжин соронзон бус бүтээгдэхүүний сав руу урсдаг. Ган ноосоор цуглуулсан сул соронзон материал тодорхой түвшинд (үйл явцын шаардлагаар тодорхойлогддог) хүрэхэд хүдрийг тэжээхээ зогсооно. Өдөөлтийн цахилгаан хангамжийг салгаж, соронзон объектуудыг зайлуулна. Соронзон объектууд соронзон хавхлага болон дамжуулах хоолойгоор дамжин соронзон бүтээгдэхүүний сав руу урсдаг. Дараа нь хоёр дахь гэрийн даалгавраа хийж, энэ мөчлөгийг давтана.
1.3.2Соронзон орны тархалтын шинжилгээСоронзон орны тархалтын үүлэн газрын зургийг хурдан дуурайлган, зураг төсөл, шинжилгээний мөчлөгийг богиносгоход дэвшилтэт төгсгөлөг элементийн програм хангамжийг ашиглах; тоног төхөөрөмжийн эрчим хүчний хэрэглээг бууруулж, хэрэглэгчийн зардлыг бууруулахын тулд оновчтой загварыг нэвтрүүлэх; бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхээс өмнө болзошгүй асуудлуудыг илрүүлэх, бүтээгдэхүүн, төслийн найдвартай байдлыг нэмэгдүүлэх; янз бүрийн туршилтын схемийг дуурайлган, туршилтын хугацаа, зардлыг бууруулах;
Ашигт малтмалын хөдөлгөөний шинж чанар
2.1 Материалын хөдөлгөөний шинжилгээ
HTDZ өндөр градиенттай соронзон тусгаарлагч нь каолин ялгах үед доод тэжээлд тохиромжтой. Тоног төхөөрөмж нь олон давхаргат зэвэрдэггүй ган ноос (эсвэл өргөссөн металл)-ийг ялгах орчин болгон ашигладаг тул хүдрийн хэсгүүдийн хөдөлгөөний зам нь босоо болон хэвтээ чиглэлд жигд бус байдаг. Эрдэс хэсгүүдийн муруй хөдөлгөөнийг Зураг 1-д үзүүлэв. Тиймээс ялгах хэсэгт эрдсийн ажиллах хугацаа болон зайг уртасгах нь сул соронзыг бүрэн шингээхэд тустай. Үүнээс гадна, ялгах явцад зутангийн урсгалын хурд, таталцал болон хөвөх чадвар нь хоорондоо харилцан үйлчилдэг. Үүний үр нөлөө нь хүдрийн хэсгүүдийг үргэлж сул төлөвт байлгаж, хүдрийн хэсгүүдийн хоорондох наалдацыг бууруулж, төмрийг зайлуулах үр ашгийг дээшлүүлэхэд оршино. Сайн ялгах нөлөөг олж авна.
Зураг 4 Ашигт малтмалын хөдөлгөөний бүдүүвч диаграмм
1. Медиа сүлжээ 2. Соронзон бөөмс 3. Соронзон бус бөөмс.
2. Түүхий хүдрийн мөн чанар ба баяжуулах үндсэн үйл явц
2.1 Гуандун мужийн тодорхой каолин эрдэс бодисын шинж чанар:
Гуандун мужийн тодорхой бүс нутагт каолины ганг эрдэс бодисуудад кварц, мусковит, биотит, хээрийн жонш, бага хэмжээний улаан, лимонит орно. Кварц нь голчлон +0.057 мм ширхэгийн хэмжээтэй, гялтгануур, хээрийн жоншны эрдэс бодисын агууламж дунд ширхэгийн хэмжээтэй (0.02-0.6 мм), каолинит болон бага хэмжээний бараан эрдэс бодисын агууламж нь ширхэгийн хэмжээ багасах тусам аажмаар нэмэгддэг. Каолинит нь -0.057 мм-ээс баяжиж эхэлдэг бөгөөд -0.020 мм-ээс баяждаг нь илт байна.
Хүснэгт 1 Каолины хүдрийн олон элементийн шинжилгээний үр дүн%
2.2 Жижиг дээжийн туршилтын хайгуулд хамаарах үндсэн баяжуулах нөхцөлүүд
HTDZ өндөр градиенттай зутан соронзон тусгаарлагчийн соронзон ялгах процесст нөлөөлдөг гол хүчин зүйлүүд нь зутан урсгалын хурд, дэвсгэр соронзон орны хүч гэх мэт юм. Энэхүү туршилтын судалгаанд дараах хоёр үндсэн нөхцлийг туршиж үзсэн болно.
2.2.1 Зуурмагийн урсгалын хурд: Урсгалын хурд өндөр байх үед баяжмалын гарц өндөр, төмрийн агууламж мөн өндөр байдаг; урсгалын хурд бага байх үед баяжмалын төмрийн агууламж бага, гарц мөн бага байдаг. Туршилтын өгөгдлийг Хүснэгт 2-т үзүүлэв.
Хүснэгт 2. Зуурмагийн урсгалын хурдны туршилтын үр дүн
Тайлбар: Сларри урсгалын хурдны туршилтыг 1.25Т суурь соронзон орон болон 0.25% дисперсийн тунгийн нөхцөлд гүйцэтгэнэ.
Зураг 5 Урсгалын хурд ба Fe2O3-ийн хоорондын хамаарал
Зураг 6. Урсгалын хурд ба хуурай цагааны хоорондох хамаарал.
Баяжуулах зардлыг цогцоор нь авч үзвэл зутангийн урсгалын хурдыг 12мм/с-д хянах хэрэгтэй.
2.2.2 Суурь соронзон орон: Суурь соронзон тусгаарлагчийн суурь соронзон орны эрчим нь каолин соронзон тусгаарлалтын төмрийн зайлуулах индексийн хуультай нийцдэг, өөрөөр хэлбэл соронзон орны эрчим өндөр байх үед соронзон тусгаарлагчийн баяжмалын гарц болон төмрийн агууламж хоёулаа бага байх ба төмрийн зайлуулах хурд харьцангуй бага байдаг. Өндөр, төмрийг зайлуулах сайн нөлөөтэй.
Хүснэгт 3 Суурь соронзон орны туршилтын үр дүн
Тайлбар: Суурийн соронзон орны туршилтыг 12мм/с зутан урсгалын хурд болон 0.25% дисперсийн тунгийн нөхцөлд гүйцэтгэнэ.
Учир нь суурь соронзон орны эрчим өндөр байх тусам өдөөх хүч ихсэх, тоног төхөөрөмжийн эрчим хүчний хэрэглээ өндөр байх, нэгжийн үйлдвэрлэлийн өртөг өндөр байх болно. Баяжуулах өртгийг харгалзан сонгосон суурь соронзон орныг 1.25T гэж тохируулсан.
Зураг 7. Соронзон орны хүч чадал ба Fe2O3 агууламжийн хоорондын хамаарал.
2.3 Соронзон ялгах үндсэн процессын сонголт
Каолины хүдрийг баяжуулах гол зорилго нь төмрийг зайлуулж цэвэршүүлэх явдал юм. Эрдэс тус бүрийн соронзон ялгаанаас хамааран төмрийг зайлуулж, каолиныг цэвэршүүлэхийн тулд өндөр градиент соронзон орон ашиглах нь үр дүнтэй бөгөөд энэ үйл явц нь үйлдвэрлэлд хэрэгжүүлэхэд энгийн бөгөөд хялбар байдаг. Тиймээс ялгах процесст нэг том, нэг нарийн өндөр градиент зутан соронзон тусгаарлагчийг ашигладаг.
Аж үйлдвэрийн үйлдвэрлэл
3.1 Каолин үйлдвэрлэлийн үйл явц
Гуандун мужийн тодорхой бүс нутагт каолин хүдрээс төмрийг зайлуулахын тулд HTDZ-1000 цувралын хослолыг ашиглан бүдүүн-нарийн соронзон ялгах процессыг бий болгодог. Урсгалын диаграммыг Зураг 2-т үзүүлэв.
3.2 Аж үйлдвэрийн үйлдвэрлэлийн нөхцөл
3.2.1Материалын ангилал: үндсэн зорилго: 1. Хоёр үе шаттай циклоноор дамжуулан каолин дахь кварц, хээрийн жонш, гялтгануур зэрэг хольцыг урьдчилан ялгаж, дараагийн тоног төхөөрөмжийн даралтыг бууруулж, дараагийн тоног төхөөрөмжийн шаардлагад нийцүүлэн бөөмсийн хэмжээг ангилна. 2. Зуурмаг соронзон тусгаарлагчийн ялгах орчин нь 3# ган хөвөн тул ган хөвөнгийн орчинд ямар ч бөөм үлдэхгүй байхын тулд бөөмсийн хэмжээ 250 торноос бага байх ёстой бөгөөд ган хөвөнгийн орчин нь ган хөвөнгийн орчныг хааж, баяжуулах индекс болон орчны угаалгад нөлөөлөхөөс сэргийлнэ. Мөн тоног төхөөрөмжийн боловсруулах хүчин чадал гэх мэт.
3.2.2Соронзон тусгаарлалтын ажиллах нөхцөл: үйл явцын урсгал нь нэг бүдүүн ба нэг нарийн туршилт, нэг бүдүүн ба нэг нарийн нээлттэй хэлхээний процессыг ашигладаг. Дээжийн туршилтын дагуу барзгаржилтын өндөр градиент зутан соронзон тусгаарлагчийн суурь талбайн хүчлэг 0.7T, сонголтын ажиллагааны өндөр градиент соронзон тусгаарлагч нь 1.25T бөгөөд барзгаржилтын зутанд зориулсан HTDZ-1000 соронзон тусгаарлагчийг ашигладаг. HTDZ-1000 сонгосон зутан соронзон тусгаарлагчаар тоноглогдсон.
3.3 Аж үйлдвэрийн үйлдвэрлэлийн үр дүн
Гуандун мужийн тодорхой газарт төмрийг зайлуулах зориулалттай каолины үйлдвэрлэлийн үйлдвэрлэлийн талаар HTDZ зутан өндөр градиенттай соронзон тусгаарлагчаар үйлдвэрлэсэн бүтээгдэхүүний дээжийн бялууг Зураг 3-т, өгөгдлийг Хүснэгт 2-т үзүүлэв.
1-р бялуу: Энэ нь бүдүүн ширхэгтэй ялгах зутан соронзон тусгаарлагч руу ордог түүхий хүдрийн дээжийн бялуу юм.
2-р бялуу: Ойролцоогоор сонгосон бялууны дээж
3-р бялуу, 4-р бялуу, 5-р бялуу: Сонгосон дээжүүд
Хүснэгт 2. Аж үйлдвэрийн үйлдвэрлэлийн үр дүн (11-р сарын 6-ны 20:30 цагийн байдлаар дээж авах, бялуу хагалах үр дүн)
Зураг 3 Гуандун мужийн тодорхой газарт каолинаар үйлдвэрлэсэн бялууны дээж
Үйлдвэрлэлийн үр дүнгээс харахад баяжмалын Fe2O3 агууламжийг зутанг хоёр өндөр градиент соронзон аргаар ялгах замаар 50 орчим хувиар бууруулж, төмрийг сайн зайлуулах үр дүнд хүрч чадна.
应用案例
Нийтэлсэн цаг: 2021 оны 3-р сарын 27