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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2248933
VERFAHREN ZUR SYNTHETISCHEN Rohstoff fördernden
Name des Antragstellers: Belgorod State University (RU)
Name des Erfinders: Immortal VS (RU); Trubitcin MA (RU); Dyumina PS (RU); Semenenko SV (RU); Panasenko VA (RU); Krokhin VP (RU); Minko NI (RU)
Der Name des Patentinhabers: Belgorod State University (RU)
Korrespondenzanschrift: 308015, Belgorod, st. Victory, 85, Belgien, Intellectual Property Division TM Toktarevoy
Startdatum des Patents: 2003.07.28
Die Erfindung kann auf dem Gebiet und Schmuck verwendet werden. Das feine Pulvermischung wurde mit dem Hilfsstrom-Plasmagas gemischt - Argon und wird in der Hochtemperaturzone des Plasmaflamme eines Plasmabrenners an die Plasmagaszufuhrleitung zugeführt. Die Synthese wurde unter einem Druck von 0,22-0,24 MPa Argon und ihre Fließgeschwindigkeit 2,2-2,4 m 3 / h durchgeführt. Das vorgeschlagene Verfahren erlaubt es, die Qualität der synthetischen Mineralien zu verbessern, sondern auch die Dauer des Herstellungsprozesses zu verringern.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft synthetische Mineralien Herstellung kann in der Kunst und Schmuck verwendet werden.
Derzeit gibt es mehrere Verfahren zur Herstellung von synthetischen Mineralien, wie Methoden der Verneuil, das Czochralski - Verfahren, hydrothermalen Verfahren, das Verfahren des Patents der Russischen Föderation №2104942.
Bekannte Verfahren zur Synthese von reinen kristallinen Materialien RF Patent №2104942, umfassend das Mischen von Komponenten der Ladung, Brikettieren, Schmelz Brikett Plasmabrenner Plasmagasdruck 0,24-0,26 MPa, Unterwerfen der resultierenden Schmelze des Plasmabrenners während des Syntheseprozesses zu homogenisieren. Doch trotz der guten Qualität des Endproduktes, hat das Verfahren die folgenden Nachteile: Komplexität und Dauer Brikettierung während des Schmelzens der Brikett Ladung Knacken und seine das Plasmagas aus dem Tiegel bläst.
Die nächstgelegene technische Lösung ist ein Verfahren zur synthetischen Mineral Verfahren Verneuil, umfassend Komponenten der Ladung angegebenen Zusammensetzung Mischen, Fütterung in den Ofenraum der Ladung aus dem Trichter, verschüttetes feines Pulver durch einen Plasmabrenner zum Sintern und einen Keramikstift ( "Zündkerze") kristallisieren, die Fortschritt ist entkernt. Wenn dieser Kristall "wächst" in der vertikalen Richtung wie das Beschickungsmaterial. Das Glühen erfolgt in einer Ofenkammer durchgeführt durch Entfernen (Fallenlassen) von Pin ausgesät Synthesezone [1].
Die Nachteile dieses Verfahrens sind: die Dauer der Synthese in wachsenden großen Kristallen Spannung mit entstehen bei üblichen hohen Temperaturen der Flamme H 2 -O 2, wodurch eine große Menge an Abfall , wenn Teile des Endprodukts Ausschneiden.
Eine Aufgabe dieser Erfindung ist es, das Arsenal von Synthesemethoden zur Herstellung von Mineralstoffen mit einer hohen Qualität des Endproduktes zu erweitern.
Ein zusätzlicher Vorteil des Verfahrens ist es, die Prozesszeit zu verringern, reduziert Spannungen im Endprodukt - den Kristall , und als Folge davon - die Endausbeute erhöhen.
Diese Aufgabe wird aufgrund der Tatsache erreicht , dass synthetische Mineralien in dem Verfahren zur Herstellung der darin besteht, die Ladung Herstellung durch Mischen der Komponenten stöchiometrische Zusammensetzung gegeben, mit einem Hilfsstrom Plasmagas die Verarbeitungsbelastung des Plasmabrenners unter Druck stehende Plasmagas, feine Ladungspulver vorgemischt wird - Argon und tritt zusätzliche Strömungs Versorgungsleitung auf das Plasmagas in einem Plasmabrenner das Plasma Brennerzone , wo der Druck 0,22 bis 0,24 MPa und Argon mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 2,2-2,4 m 3 / h, durch die Synthese und Ansammlung von Schmelzkristallisation in dem Tiegel gefolgt.
Besondere Merkmale des vorgeschlagenen Verfahrens ist es, das Pulver mit einer feinen Mischung und Plasmagasversorgungsleitung Eingang auf das Plasmagas in die Zone des Plasmabrenners Plasmabrenner feinen Pulverladung durch den Hilfsstrom des Plasmagases, ohne die Stabilität des Regimes und des Plasmabrenners Betrieb vorzumischen. Als Ergebnis steigt, im Wesentlichen die Verweilzeit der Charge in einer Argon-Plasma, das ihre Schmelz- und Endprodukt-Ausbeute beschleunigt.
Somit kann ein Verfahren das Hauptmerkmal der Erfindung ist , Ladung zu dem Plasmabrenner zu versorgen, ermöglicht es, den Verbrauch an Plasmagas zu reduzieren, und Synthesezeit und gleichzeitig qualitativ hochwertige synthetische Mineralien herzustellen.
Die Analyse der bekannten Verfahren für synthetische Mineralien Herstellung ermöglicht es uns , auf die Konformität der beanspruchten Erfindung zu dem Schluss, das Kriterium der "Neuheit".
Erfinderische wird durch die Tatsache bestätigt, dass die Änderung in dem Verfahren der Batch-Einspeisung in den Plasmabrenner nicht nur ein qualitativ hochwertiges Endprodukt bei einer viel niedrigeren Spannung erhalten können, sondern auch die Synthesezeit und einen Plasmagasstrom zu reduzieren.
Die optimale Synthesebedingungen experimentell erhalten, sind unter einem Argondruck von 0,22 bis 0,24 MPa bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 2,2-2,4 m 3 / Stunde. Unter diesen Parametern plasmatron die Synthese von 0,15-0,20 Stunde arbeiten (8-12 min) (siehe. Tabelle 1).
Die Zeichnung zeigt ein Syntheseschema zur Gewinnung von Mineralien.
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Das feine Pulver Ladungs-Pulverzuführung 1 wird durch die Leitung 2 an die Leitung Plasmagasversorgung 3 zugeführt, der Hilfsstrom-Plasmagases zu dem Plasmabrenner 4, 5, wo das Schmelzen der Charge in dem Plasmabrenner 6, Sammeln und die Schmelze in dem Tiegel 7 8 Kristallisieren. |
Beispiel 1
Synthese saphirblau
Wie allgemein bekannt ist [1], ist der Saphir eine Vielzahl von Korund und ist ein wertvolles Mineral. Coloring Komponenten in Saphir sind Eisenoxide (Fe 2 O 3) und Titandioxid (TiO 2) in einem Verhältnis von 9: 1, welche Farbe saphirblau und violetten Farben.
Das Ausgangsmaterial wurde Aluminiumoxid - Pulver Kornzusammensetzung von 20 bis 100 Mikrometer. Färbende Komponenten waren Titanoxid (TiO2) und Eisenoxide (Fe 2 O 3), die im Verhältnis genommen werden 1: 9. Die Komponenten wurden in einer Kugelmühle mit Kugeln gemischt uralitovymi für 30 min. Die anfängliche Zusammensetzung der Ladung war (Gew.%): Al 2 O 3 bis 99,88; TiO 2 bis 0,012; Fe 2 O 3 bis 0,108. Die Charge wurde in einem Pulverzuführung und injiziert in die Plasmagaszufuhrleitung in die Synthesezone (Zone des Plasmabrenners) mit einem Hilfsstrom Plasmagases angeordnet. Für die Synthese von Plasmabrenner Saphir - Entladungs verwendet TOS - 8M. Plasmabrenner Betriebsparameter sind: Betriebsspannung von 30-32 V, Strom - 400-500 A. Das plasmabildende Gas war Argon Strömung , die bei einem Druck in der Zone des Plasmabrenners von 0,22 bis 0,24 MPa auf 2,2-2,4 m 3 / h betrug. Wasserverbrauch für die Kühlung - 0,6 m 3 / Stunde. Die resultierende Schmelze wird in Form von dispergierten Tröpfchen in einem Korundtiegel an der Plasmaschneidbrenner in einem Abstand von 10-12 mm angeordnet akkumuliert. Der Tiegel, der die Kristallisation des Endprodukts.
Ebenso erfolgt die Synthese von Saphir aus der Charge zu Beginn dieser Zusammensetzung durch ein bekanntes Verfahren (Patent №2104942). Dann wurde Röntgenbeugungsanalyse der Phasenzusammensetzung bestimmt Saphir, Dichte, Mikrohärte, Stress und Brechungsindex des Endprodukts.
Vergleichsmerkmale von bekannten und vorgeschlagenen Verfahren zur Herstellung von Saphir ist in Tabelle 2 dargestellt.
Beispiel 2
Synthese von Spinell rot
Wie Sie wissen, die edle rote Spinell Zusammensetzung MgAl 2 O 4 ist wertvolle Mineralien (1).
Das Ausgangsmaterial ist stöchiometrische Mischung aus Aluminiumoxid und Magnesium (Al 2 O 3 · MgO) Kornzusammensetzung von 20 bis 100 Mikron, eine färbende Komponente - Chromoxid (Cr 2 O 3). Die Komponenten wurden in einer Kugelmühle mit Kugeln uralitovymi für 30 Minuten gemischt. Die anfängliche Zusammensetzung der Ladung war (Gew.%) Al 2 O 3 bis 72,85; MgO - 27,05; Cr 2 O 3 bis 0,1.
Die Charge wurde in einem Pulverzuführung und injiziert in die Plasmagaszufuhrleitung in die Synthesezone (Zone des Plasmabrenners) mit einem Hilfsstrom Plasmagases angeordnet. Betriebsspannung von 30-32 V, Strom A 400-500: 8M mit den folgenden Betriebsparameter - Für die Synthese von Plasmabrenner Spinell Bogen wurde TOS verwendet. Plasmagas war Argon, der Gesamtdurchsatz von denen 2,2 m / h bei einem Druck in der Plasmaflammenzone von 0,22 bis 0,24 MPa war. Wasserverbrauch für die Kühlung - 0,6 m 3 / Stunde.
Die resultierende Schmelze wird in der Form von dispergierten Teilchen in einem Korundtiegel akkumuliert wird in einem Abstand von 10-20 mm liegt, und wobei die Kristallisation des Endprodukts.
Eigenschaften edlen roten Spinell mit einem bekannten Verfahren erhalten , und das vorgeschlagene Verfahren sind in Tabelle 3 dargestellt.
LITERATUR
KT Wilke Der Anbau von Kristallen. - M: Nedra, 1977. - s.388-402..
RF Patent №2104942. Ein Verfahren zur Synthese von reinen kristallinen Materialien auf Basis von feuerfesten Oxiden. / Krokhin VP, die BC Immortal, Puchka OV - Bull. №5. - 02.20.98.
FORDERUNGEN
Ein Verfahren zur synthetischen Mineralen , umfassend die Mischungskomponenten Mischen, dadurch gekennzeichnet, die Verarbeitungslast Plasmabrenner, dass die Feinladungspulver mit einem Hilfsstrom Plasmagas vorgemischt wird - Argon und dient Plasmagasleitung in der Hochtemperaturzone des Plasma Flamme eines Plasmabrenners zuzuführen und Synthese produziert unter Argondruck von 0,22 bis 0,24 MPa und einer Strömungsgeschwindigkeit von 2,2-2,4 m 3 / h.
Druckversion
Erscheinungsdatum 19.11.2006gg
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