Ю.М. Гришин, Н.П. Козлов, А.Ю. Кулагин
2
Плазменный метод [3, 4] основан на обработке мелкодисперсных
(размером 100…400 мкм) частиц промежуточного кварцевого кон-
центрата в высокотемпературной (~10 000 К) плазменной струе, ге-
нерируемой стационарным плазмотроном. Главной особенностью и
достоинством плазменного метода является высокий уровень посту-
пающих на частицу потоков энергии (10
7
…10
8
Вт/м
2
) при нестацио-
нарном (время обработки 10
–3
…10
–2
c) нагреве частиц до температур
ниже температуры плавления кварца.
В результате действия различных физико-химических механиз-
мов, таких как плазменная десорбция и испарение примесей с по-
верхности частиц, раскол и растрескивание частиц (из-за возникаю-
щих термобарических напряжений [5, 6]) со вскрытием внутренних
полостей (вакуолей) и выводом содержащихся в них флюидных при-
месей газожидкостных включений (ГЖВ) и т.д., происходит удале-
ние различных минеральных элементов примесей и ГЖВ из твердо-
фазных частиц кварца. Кварцевая крупка, проходя обработку в сфор-
мированном газоплазменном дисперсном потоке, этим же потоком
транспортируется в сборник продукта. Далее после ультразвуковой
обработки, промывки, обезвоживания и сушки получается оконча-
тельный продукт — концентрат ОЧК с суммарным содержанием при-
месей на уровне 10…20 ppm.
Разработка на базе плазменного метода технологического про-
цесса обогащения природного кварца с получением ОЧК требует
проведения широкого комплекса экспериментальных исследований в
целях изучения влияния на эффективность плазменного обогащения
индивидуальных свойств кварцевого сырья, его исходной дисперсно-
сти и степени загрязненности, конструктивных особенностей исполь-
зуемых генераторов плазмы и их энергетических характеристик.
Экспериментальные установки.
Экспериментальные исследова-
ния эффективности обогащения кварцевого концентрата проведены на
плазменной установке Sulzer Metco Plasma Technik M1000 (мощностью
до 55 кВт) с подачей перерабатываемого кварца на срез выходного
сопла плазмотрона и на специально разработанной микроплазменной
установке мощностью до 3 кВт с подачей кварцевого концентрата
непосредственно в дугу электрического разряда. Схемы эксперимен-
тальных установок представлены на рис. 1. Обе установки включали в
себя электродуговой генератор плазмы атмосферного давления со ста-
билизацией разряда между катодом
3
и анодом
5
. В электрическую си-
стему помимо электродного узла входила система электропитания
4
.
Охлаждение электродов обеспечивалось водяной системой охлажде-
ния
10
, состоящей из рубашки охлаждения теплонапряженных элемен-
тов конструкции, уплотнений, каналов для организации потока охла-
ждающей среды, внешней системы отвода тепла. Ввод основного и
