Ю.М. Гришин, Н.П. Козлов, А.Ю. Кулагин
4
В проведенных экспериментах электрическая мощность
P
эл
плаз-
менной установки Sulzer Metco варьировалась от 4,5 до 30 кВт при
изменении силы тока разряда от 130 до 800 А (напряжение на элек-
тродах ≈ 35…37 В). При значениях массового расхода плазмообра-
зующего газа (аргон)
G
= 10
–3
кг/с основной энергетический параметр
— удельная энергия, подводимая к плазме,
h
= η
P
эл
/
G
(или удельная
энтальпия плазмы на выходе из плазмотрона, где η — КПД плазмо-
трона) — изменялся от 3 до 12 МДж/кг, а температура плазмы на вы-
ходе из сопла плазмотрона могла изменяться в диапазоне 6 000…
12 000 К. Расходы транспортирующего газа и обрабатываемой квар-
цевой крупки во всех экспериментах поддерживались постоянными и
составляли 10
–4
и ≈ (2…2,5)
10
–4
кг/с соответственно. Подача осу-
ществлялась непосредственно за срезом сопла плазмотрона через
инжектор в направлении, перпендикулярном оси струи. Продукты
переработки собирались в емкость с деионизированной водой, распо-
ложенную на расстоянии 400 мм от среза сопла плазменной горелки.
Электрическая мощность микроплазменной установки изменялась
в пределах от 0,5 до 3 кВт при изменении силы тока от 15 до 60 А и
напряжения на электродах от 34 до 47 В. При значениях массового
расхода плазмообразующего газа (аргон) 8
10
–5
кг/с и транспортирую-
щего газа 2,6
10
–5
кг/с температура плазмы на выходе из сопла плаз-
мотрона могла изменяться в диапазоне 6 000…12 000 К, а ее удельная
энтальпия — от 3 до 12 МДж/кг. Расход обрабатываемой кварцевой
крупки во всех экспериментах принимал значения (1,5…2)
10
–5
кг/с.
Продукты переработки собирались в емкость с деионизированной во-
дой, расположенную на расстоянии 260 мм от среза сопла плазменной
горелки.
Методы исследования.
Для плазменного обогащения использо-
вана кварцевая крупка дисперсностью 100…400 мкм различных гео-
лого-генетических типов и месторождений России (Средний и Юж-
ный Урал). Данный концентрат был получен с помощью многоста-
дийной технологии обогащения, включающей хорошо отработанные
физико-химические методы: дробление, истирание, магнитную и
электромагнитную сепарации, гравитационное обогащение. При этом
для экспериментов по дальнейшему плазменному обогащению отби-
рались только предварительно обогащенные концентраты кварца с
суммарной концентрацией примесей не более 100 ppm.
Методика исследования включала в себя обработку кварцевого
концентрата в плазменном потоке при фиксированных значениях мас-
совых расходов плазмообразующего и транспортирующего газов, рас-
хода кварцевой крупки и заданной электрической мощности плазмо-
трона. Далее проводилась ультразвуковая дезинтеграция частиц про-
дукта с последующим рассеиванием мокрым способом и сушкой.
