Вопрос 1

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И НАЗНАЧЕНИЕ ГРОХОЧЕНИЯ

Грохочение — процесс разделения сыпучих материалов по круп­ности на просеивающих поверхностях с калиброванными отвер­стиями.

Зерна (куски) материала, размер которых больше размера отверстий сита, остаются при просеивании на сите, а зерна мень­ших размеров проваливаются через отверстия.

Материал, поступающий на грохочение, называется исход­ным, остающийся на сите — надрешетным (верхним) продуктом, проваливающийся через отверстия сита — подрешетным (ниж­ним) продуктом.

При последовательном просеивании материала на п ситах получают п+ 1 продуктов. В этом случае один из продуктов пре­дыдущего просеивания служит исходным материалом для после­дующего просеивания.

Последовательный ряд значений размеров отверстий сит (от больших к меньшим), применяемых при грохочении, называется шкалой грохочения или классификации.

Модуль шкалы классификации — постоянное отношение раз­мера отверстий предыдущих сит к размеру отверстий последую­щих. Например, для шкалы классификации 100; 50, 25; 12,5; 6,25 мм модуль равен 2.

Размер d наибольших зерен (кусков) подрешетного продукта так же, как и размер наименьших кусков надрешетного продук­та, условно принимают равным величине отверстий сита l, через которое просеивается материал, т. е. d =L.

Соответственно обозначают: подрешетный продукт — L (минус L) или — d (минус d); надрешетный продукт +L (плюс L) или +d (плюс d).

Машины и устройства для грохочения называют грохотами. Всякий грохот имеет одну или несколько рабочих (просеиваю­щих) поверхностей — сит, установленных в одном или несколь­ких коробах, совершающих возвратно-поступательные качатель-ные или встряхивающие движения. В некоторых конструкциях грохотов просеивающую поверхность образуют вращающиеся диски (валки), располагаемые параллельно в несколько рядов. Для грохочения крупного материала иногда используют непо­движные решетки, собранные из колосников различной формы или стержней, которые устанавливают с наклоном, достаточным для свободного скольжения полним материала.

Операции грохочения широко применяют на обогатительных и брикетных фабриках и сортировках, в Промышленности строи­тельных материалов, химической и многих других отраслях про­мышленности. В технологической схеме обогащения или при подготовке полезных ископаемых к переработке выделяют сле­дующие сле­дующие виды операций грохочения: самостоятельное, подгото­вительное и вспомогательное.

Самостоятельное грохочение применяют на сортировках для выделения классов — готовых продуктов, направляемых непо­средственно потребителям. Сортировке подвергают угли, желез­ные руды, каменные строительные и дорожные материалы, абра­зивы и т. д.

Подготовительное грохочение применяют на обогатительных фабриках с целью разделения перерабатываемого материала на классы, поступающие далее в операции обогащения. Такое гро­хочение часто необходимо перед гравитационными процессами, электромагнитной сепарацией и др.

Вспомогательное грохочение применяют в сочетании с опе­рациями дробления, для выделения готового по крупности про­дукта перед дробилками и контроля крупности дробленого про­дукта. Первый вид грохочения часто называют предварительным, а второй — контрольным или поверочным.

В ряде случаев при грохочении происходит обогащение полез­ного ископаемого; такое грохочение называется избирательным. В результате получают продукты, отличающиеся не только по крупности, но и содержанию в них ценного компонента. При избирательном грохочении используют различия в физических свойствах отдельных компонентов, входящих в состав ископае­мого сырья, например, различие в твердости и крепости или в форме кусков ценного компонента и пустой породы. При добыче, транспортировании и дроблении такого сырья в продуктах раз­ной крупности будет неодинаковое содержание полезного минерала.

Грохочение применяется также для отделения воды или пуль­пы от зернистых материалов, например, для обезвоживания обо­гащенных углей, промытых руд и отделения суспензии от про­дуктов разделения в тяжелых средах.

НАЗНАЧЕННЕ ОПЕРАЦИЙ ДРОБЛЕНИЯ И ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ

Дробление и измельчение — процессы уменьшения размеров ку­сков (зерен) полезных ископаемых путем разрушения их действием внешних сил, преодолевающих внутренние силы сцепления, связывающие между собой частицы твердого вещества. Принци­пиально процессы дробления и измельчения не различаются между собой. Условно считают, что при дроблении получают продукты преимущественно крупнее, а при измельчении мельче 5 мм. Для дробления применяют дробилки, а для измельчения — мельницы.

Дробление и измельчение на обогатительных фабриках яв­ляются подготовительными операциями перед обогащением и имеют своим назначением разъединение (раскрытие) зерен раз­личных минералов, содержащихся в полезном ископаемом, тесно переплетенных и сросшихся между собой. Чем полнее раскрываются (освобождаются один от другого) минералы при дроблении и измельчении, тем успешнее последующее обогаще­ние полезного ископаемого.

Иногда минералы, слагающие куски полезных ископаемых, обладают различными физико-механическими свойствами. После дробления или измельчения таких ископаемых в специально подобранных условиях одни, более твердые и прочные минералы, будут представлены крупными кусками, другие, хрупкие и менее твердые — кусками значительно меньшего размера. Последую­щий рассев дробленого продукта позволят отделить одни минера­лы от других, т. е. произвести более или ''менее совершенное обогащение полезного ископаемого. Дробление или измельчение в этом случае имеет значение обогатительной операций и назы­вается избирательным дроблением.

Крупность зерен, до которой надо дробить или измельчать исходный материал перед обогащением, определяется размером вкрапленности полезных минералов и процессом, принятым для обогащения данного ископаемого. Эта крупность устанавливает­ся опытным путем при исследованиях обогатимости каждого полезного ископаемого.

Дробление применяется не только на обогатительных фабри­ках. Дроблению и измельчению подвергают: уголь или сланец на электростанциях, сжигающих топливо в пылевидном состоя­нии; уголь на коксохимических заводах перед коксованием; известняки и доломиты, используемые в качестве флюсов на ме­таллургических заводах; и т. д. В этих случаях продукты дробления и измельчения используются непосредственно, и процесс дробления имеет самостоятельное значе­ние.

СТЕПЕНЬ ДРОБЛЕНИЯ И ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ

Отношение размеров кусков или зерен исходного материала перед дроблением и измельчением к размеру кусков или зерен дробленого или измельченного продукта называется степенью дробления или степенью измельчения.

Степень дробления — количественная характеристика про­цесса, показывающая, во сколько раз уменьшился размер кусков или зерен материала при дроблении или измельчении. Со сте­пенью дробления связаны расход энергии и производительность дробилок и мельниц. Для определения степени дробления пред­ложено несколько расчетных формул.

Чаще всего степень дробления определяется как отношение размеров максимальных по крупности кусков материала до и после дробления

i=Dmas /dmas (1)

где Dmas и dmax — диаметр максимального куска материала соот­ветственно до дробления и после.

В практике обогащения диаметром кусков сыпучих материа­лов считают наименьший размер отверстия сит, через которые при грохочении куски еще проходят. Поэтому степень дробления по формуле (1) вычисляется как отношение диаметров предель­ных отверстий сит грохочения дробимого материала и дробленого продукта. Форма отверстий сита при этом должна быть одинако­вой, так как она влияет на результаты грохочения.

Для характеристики дробилок машиностроительные заводы применяют так называемую конструктивную степень дробления, вычисляемую по формуле

i= В/b или i = 0,85 B/b, (2)

где В — ширина загрузочного отверстия дробилки, мм; Ь — ши­рина выпускной щели, мм;

Формула (2) позволяет вычислить наибольшую достижимую степень дробления, когда в продукте дробилки нет кусков размером более разгрузочной щели, а поступающий в дробилку кусок меньше загрузочного отверстия на 15%

Степень дробления, подсчитанная по рассмотренным выше формулам, характеризует процессы дробления и измельчения недостаточно полно. Правильнее вычислять ее как отношение средних диаметров, которые находятся с учетом характеристик крупности исходного материала и продукта дробления:

i = D_ср/d_ср (3)

где Dср, dср — средний диаметр кусков соответственно исходного материала и дробленого продукта.

Иногда для вычисления степени дроб­ления применяют формулу

i=D_t/d_t, (4)

где Dt и dt — размер квадратных отверстий сита, через которое проходит t (%) дробимого или измельчаемого материала; dt — размер квадратных отверстий сита, через которое проходит t (%) продукта дробления или измельчения.

Для дробления принимают t= 80 %, а для измельчения t = 95 %.