Обоснование выбора материала кювет для сушки проб золотосодержащих руд с помощью сверхвысокочастотного излучения

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 66.047.3.086.2:553.411.08

ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА МАТЕРИАЛА КЮВЕТ ДЛЯ СУШКИ ПРОБ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ РУД С ПОМОЩЬЮ СВЧ-ИЗЛУЧЕНИЯ

О.А. Белавина

Д.В. Шунькин

Совершенствование процесса сушки проб минерального сырья является актуальной задачей [1-4]. Геологические пробы руд всегда содержат некоторое количество влаги [1]. Содержание по-лезных компонентов определяют на абсолютно сухую руду [1]. Величина влажности для различ-ных руд изменяется в широких пределах. Для плотных кварцевых золотоносных руд, массивных магнетитов, массивных сульфидных руд она колеблется от 2 до 5% [1]. В бурых железняках, в марганцевых, силикатных никелевых рудах влажность может достигать 25-35% [1]. При такой влажности разделка проб становится затруднительной: забиваются дробилки, истиратели, грохо-ты, сократительные устройства. Поэтому пробы необходимо сушить. Оптимальный режим сушки материала должен обеспечивать максимальную интенсификацию процесса сушки, минимальный расход энергии и минимальный износ оборудования [1-4]. Одним из перспективных методов суш-ки проб золотосодержащего минерального сырья является сушка с помощью СВЧ-излучения [4-6]. В работе [5] предлагается лабораторная установка для сушки проб с помощью СВЧ-излучения, при этом пробу помещают в стеклянную кювету, предназначенную для использования в микро-волновой печи. Однако стоимость таких кювет высока [7], а срок их эксплуатации непродолжите-лен. Поэтому представляет практический интерес использование более дешевых [7] пластиковых и керамических кювет. Следует отметить, что в этом случае можно использовать в качестве кювет для сушки бытовую посуду. Для обоснования выбора вида материала кювет для сушки проб золо-тосодержащего минерального сырья необходимо провести соответствующие исследования. сушка сверхвысокочастотный излучение термостойкий

Цель настоящей работы - изучение влияния материала кювет на характеристики операции сушки проб золотосодержащего минерального сырья и обоснование выбора кювет в зависимо-сти от условий сушки.

Для достижения поставленной цели были выполнены следующие эксперименты.

Материалы и оборудование

Исследовали пробы кварцевой золотосодержащей руды массой 550-600 г с крупностью зер-на -1 мм, измельченные на отечественном оборудовании (дробилка геологическая щековая ДГЩ 100Ч60, валковая дробилка ДВ 200Ч125).

Для сушки проб кварцевой золотосодержащей руды использовали сушильный электриче-ский шкаф общелабораторного назначения [8] и бытовую микроволновую печь MS - 1744W фирмы LG Electronics Inc, мощностью 800 Вт. Материал геологических кварцевых золотосодер-жащих проб, дробленных до крупности -1 мм, взвешивали на весах лабораторных ВЛТК-500г-М (с точностью до 0,1 г). Начальную температуру материала пробы измеряли с помощью ртутного термометра, конечную температуру пробы измеряли с помощью термопары ТХА и электроизме-рительного прибора (мультиметра ДТ-832). Материал проб помещали в противни из неокис-ляющегося металла с гладкой чистой поверхностью, бытовые термостойкие пластиковые кон-тейнеры и керамические тарелки. Пробы перемешивали металлическим шпателем.

Методика проведения экспериментов

Исследовали процесс сушки проб кварцевой золотосодержащей руды по методике [5], предна-значенной для полного удаления влаги, и по методике, разработанной авторами [4, 9-11], которая позволяет рассчитать необходимую продолжительность операции сушки в зависимости от началь-ной и конечной влажности материала проб, массы проб, уровня мощности СВЧ-излучения печи. Ма-териал проб массой примерно 550-600 г взвешивали на весах лабораторных ВЛТК-500г-М, высуши-вали в сушильном шкафу [8] при температуре 105-110°С до постоянной массы (масса считается постоянной, если разность результатов двух последующих взвешиваний не превышает 0,05% от массы пробы [8]). Перед каждым взвешиванием противень с пробой охлаждали до комнатной температуры. При достижении постоянной массы проб материал проб считали воздушно-сухим. Из материала воздушно-сухой пробы отбирали навеску массой 500 г. Затем в навеску добавляли воду в количестве 10% (от массы пробы). Выбор начальной влажности, равной 10%, обусловлен тем, что большинство геологических проб минерального сырья, поступающих в аналитические лаборатории, имеют влажность не более 10% [1]. Кроме того, начальная влажность проб в диапазоне реальных [1] значений от 5 до 10% незначительно влияет на скорость сушки [9]. Измеряли с помощью ртутного термометра начальную температуру пробы (20°С). Далее пробы помещали в пластиковые кюветы (контейнеры) и в керамические кюветы (тарелки) и сушили в микроволновой печи при номинальном уровне мощности СВЧ-излучения (800 Вт) в течение заданного времени. Затем пробу вынимали, измеряли температуру материала пробы с помощью термопары ТХА и электроизмерительного при-бора (мультиметра ДТ-832), охлаждали до 20°С и взвешивали (с точностью до 0,1 г) на весах лабора-торных ВЛТК-500г-М. Затем определяли остаточную влажность пробы [8].

Результаты экспериментов и их обсуждение Результаты выполненных экспериментов приведены в таблице.

Таблица Условия сушки проб кварцевых золотосодержащих руд

Сравнение результатов экспериментов, выполненных при разных условиях, показало:

1. Процесс сушки пробы по методике [4, 9-11], разработанной авторами, повышает экс-прессность сушки проб в два раза.

2. Использование для сушки проб бытовых микроволновых печей меньшей мощности по-зволяет экономить электроэнергию и снизить затраты на оборудование.

3. Нагрев проб при сушке до температуры более 140єС приводит к расплавлению контейне-ра из термостойкого пластика.

4. Остаточная влажность проб при сушке пробы по методике [4, 9-11] в течение 8 мин со-ставляет 1,6-1,9%, что способствует более эффективному тонкому измельчению пробы [4].

5. Кюветы из керамики почти в два раза легче кювет из термостойкого стекла, что облегча-ет работу лаборанта.

6. Кюветы из термостойкого пластика на порядок легче кювет из термостойкого стекла, что значительно облегчает работу лаборанта.

7. Незначительное уменьшение диаметра кюветы заметного влияния на результат сушки не оказывает.

8. Стоимость кювет из керамики и термостойкого пластика значительно ниже стоимости кювет из термостойкого стекла, поэтому целесообразно использовать эти кюветы.

9. Кюветы из термостойкого пластика при высоких температурах подвержены деформации (расплавлению), что может привести к потере материала пробы, поэтому их недопустимо ис-пользовать при сушке пробы по методике [5], предполагающей полное удаление влаги (в тече-ние 15 мин).

10. Сушка пробы по методике [5] возможна при размещении проб в кюветах из термостойкого стекла и керамики.

Заключение

Из результатов экспериментов следует, что для сушки проб золотосодержащего минераль-ного сырья в микроволновой печи целесообразно использовать методику, разработанную авто-рами [4, 9-11], и использовать в качестве кювет для сушки проб дешевую бытовую термостой-кую пластиковую или керамическую посуду, что обуславливает снижение себестоимости анализа.

Литература

1. Альбов М.Н. Опробование месторождений полезных ископаемых. - М.: Недра, 1965. - 239 с.

2. Карпов Ю.А., Савостин А.П. Методы пробоотбора и пробоподготовки. - М.: Бином. Ла-боратория знаний, 2003. - 243 с.

3. Швецов В.А. Химическое опробование золоторудных месторождений: моногр. - Петро-павловск-Камчатский: КамчатГТУ, 2008. - 220 с.

4. Исследование влияния влажности лабораторных проб кварцевой золотосодержащей ру-ды на операцию тонкого измельчения проб / О.А. Белавина, В.А. Швецов, Н.В. Адельшина, В.В. Пахомова, В.А. Пахомов, П.А. Белозеров // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. - 2014. - Т. 80. - № 4. - С. 73-75.

5. Руководство по эксплуатации лабораторной установки для определения влажности сы-пучих материалов ВС-1. РЭ 00.205.000 - Асбест. - 2002. - 13 с.

6. Исследование процесса сушки лабораторных проб кварцевых золотосодержащих руд в микроволновой печи / О.А. Белавина, В.А. Швецов, Д.В. Шунькин, Н.В. Адельшина, П.А. Белоз?ров // Вестник КамчатГТУ. - Петропавловск-Камчатский: КамчатГТУ. - 2013. - Вып. 23. - 9-13.

7. Способ сушки геологических проб золотосодержащих руд в микроволновой печи / Швецов В.А., Белавина О.А., Шунькин Д.В., Адельшина Н.В. Патент на изобретение № 2502060. Заявл. 26.04.2012 г. Заявка № 2012117470. Опубл. 20.12.2013. Бюл. № 35.

8. Исследование зависимости продолжительности операции сушки геологических проб кварцевых золотосодержащих руд от начальной температуры материала пробы / О.А. Белавина,

Аннотация

В статье исследовано влияние материала кювет на характеристики операции сушки проб с помощью СВЧ-излучения при различных условиях сушки. Показано, что использовать дешевые бытовые пластико-вые термостойкие контейнеры для сушки проб минерального сырья по методике, предполагающей полное удаление влаги, нельзя, так как конечная высокая температура материала пробы приводит к расплавлению пластикового контейнера, при этом возможно использование стеклянной или керамической кюветы. Так-же показано, что для сушки проб в микроволновой печи по методике, разработанной авторами, можно использовать керамические и пластиковые кюветы, что позволит снизить затраты на подготовку проб ми-нерального сырья к анализу.

Ключевые слова: кювета, сушка проб в микроволновой печи, пробы минерального сырья.

The article examines the influence of cell material on the characteristics of drying process of samples using microwave radiation under different drying conditions. The article demonstrates that it is impossible to use cheap domestic plastic heat-resistant containers for drying mineral material samples by the method of complete dehumi-dification. In that case final high temperature results in melting plastic containers. At the same time it is possible to use glass or ceramic cells. The authors have developed the technology allowing to use both ceramic and plastic cells. It allows to reduce costs for preparing mineral material samples for analysis.

Key words: cell, drying samples in the microwave oven, samples of mineral material.

Размещено на Allbest.ru