ВЫСОКОВОЛЬТНАЯ ЭЛЕКТРОИМПУЛЬСНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ДРОБЛЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД
21 июля 2010Малярчук А.С., Филатов Г.П., Юшков А.Ю.
Томский политехнический университет, Россия, г. Томск, пр. Ленина, 30 E-mail: ay-yushkov@mail.ru
В настоящее время в технологии дробления и обогащения руд важное значение имеет проблема избирательного разрушения. Актуальность разработки избирательных методов разрушения связана с тем, что традиционные механические методы разрушения не обладают селективностью и при их использовании происходит частичное нарушение форм кристаллов и зерен извлекаемых минералов. При избирательном разрушении горных пород, содержащих драгоценное сырье (золото, платину, алмазы, рубины, гранаты и т.д.), позволяющее разделять полезные компоненты от пустой породы с сохранением естественных форм минералов. Также во многих случаях требуется отсутствия загрязнения продуктов переработки аппаратурным металлом. Химическая чистота продуктов требуется при переработке кварцевого сырья, стекла, керамики и т.д. Традиционное дробильно-измель-чительное оборудование не обладает избирательностью разрушения и по принципам, заложенным в конструкциях, предназначено в основном для уменьшения размеров исходного сырья с целью вскрытия полезных компонентов из пустой породы, что ведет к разрушению полезных компонентов сырья и увеличению их потерь.
Одним из наиболее перспективных методов избирательного разрушения горных пород, является электроимпульсный способ дробления, описанию которого посвящена данная работа. Электроимпульсный способ разрушения основан на формировании внутри твердого тела, помещенного в жидкость, канала электрического разряда при его искровом пробое, который расширяясь генерирует ударную волну и создает механические напряжение внутри твердого тела [1]. Использование электрической искры в качестве рабочего инструмента снимает проблему его стойкости, а также плазма канала разряда не вносит посторонних веществ в готовый продукт.
Для формирования канала разряда внутри материала необходимы такая форма электрического импульса и его амплитуда, при которых электрическая прочность окружающей среды была бы выше, чем прочность разрушаемого материала. Для эффективного разрушения твердых материалов импульсными разрядами необходимо знать их электрическую прочность. На рис. 1 представлены вольт-секундные характеристики пробоя некоторых горных пород и технической
воды на косоугольных импульсах напряжения положительной полярности. Из рисунка следует, что при выборе уровня напряжения импульса следует ориентироваться на градиенты напряжения 5– 25 кВ/мм и необходимо использовать импульсы со скоростью нарастания напряжения от 100 кВ/мкс до 1500 кВ/мкс.
Рис. 1. Вольт-секундные характеристики пробоя
кварца (1), гранита (2) и песчаника (3),
а также технической воды (4)