u_lectures

41

личина приемного отверстия, определяема шириной и длиной. Ширину этого отверстия определяет максимальный размер загружаемых кусков, который должен составлять не более 0,8-0,85 ширины отверстия. Угол захвата α (угол между неподвижной и подвижной щеками) не должен превышать 250 , так как в противном случае не все куски будут захватываться, и будут выбрасываться вверх.

Щековые дробилки применяют обычно для крупного дробления твердых и средней твердости руд. Степень дробления в щековых дробилках I = 3÷ 5.

Достоинства: простота конструкции, легкость замены изнашивающихся частей и распорных плит, удобство обслуживания и ремонта, пригодны для дробления вязких и глинистых руд.

Недостатки: значительные вибрации, требующие установки дробилки на очень прочном фундаменте, что не позволяет устанавливать ее на верхних этажах; требуют равномерной подачи питания, не могут работать «под завалом» и поэтому нуждаются в установке питателя; мало пригодны для дробления плитнякового материала; их сменные части изнашиваются быстрее, чем сменные части конусных дробилок.

Поэтому для их установки нужны технико-экономические преимущества.

6.3 Конусные дробилки

Принцип действия всех конусных дробилок одинаков. Дробящим рабочим органом у них является подвижный конус, насаженный на вал, закрепленный в нижней части в эксцентриковом стакане. Подвижный конус движется внутри неподвижной конической чаши. Во время приближения дробящего конуса происходит раздавливание с изгибом и истиранием, раскалывание и излом находящихся в рабочем пространстве кусков материала, а во время удаления – разгрузка дробленого материала.

Дробление руды происходит непрерывно в момент приближения подвижного конуса к не подвижному при последовательном перемещении зоны дробления по окружности конусов.

Конусные дробилки по своему назначению разделяются на дробилки крупного (ККД), среднего (КСД) и мелкого (КМД) дробления.

В настоящее время конусные дробилки изготавливают двух типов:

-с подвесным валом и крутым конусом для крупного дробления;

-с консольным валом и пологим конусом для среднего и мелкого дробле-

ния.

а) Конусная дробилка для крупного дробления (рис. 6.3) имеет корпус, состоящий из нижней (1) и верхней (2) частей. Верхняя часть корпуса представляет собой неподвижный конус (чашу), обращенный большим основанием вверх.

42

Угол наклона конической поверхности составляет 17-200. подвижный дробящий конус (3) жестко закреплен на валу (6). Поверхности конусов покрыты футеровкой. Вал дробилки подвешен в специальном гнезде в центральной головке траверсы (5) (поперечная балка или перекладина).

Рис. 6.3 Конусная дробилка крупного дробления

Нижний конец вала (6) свободно входит в эксцентриковый стакан (7), вставленный во втулку (10). Ось втулки совпадает с вертикальной осью дробилки и отлита заодно с нижней частью корпуса (12).

Привод дробилки состоит из конических зубчатых шестерен (8) – закреплена на эксцентриковом стакане и (9) – закреплена на валу (11) привода.

Эксцентриковый стакан (7) вращается и ось вала (6) описывает коническую поверхность, благодаря чему дробящий конус совершает круговые движения. Исходный материал загружается сверху через отверстие (4). Дробленый материал разгружается сбоку дробилки.

Конусные дробилки крупного дробления применяют для первого приема дробления твердых и средней твердости руд. Степень дробления составляет 3-6. дробилки высоко производительны. Могут работать «под завалом». Но для их установки требуется большая высота, и отличаются они большой сложностью конструкции.

б) Конусные дробилки с пологим конусом для среднего и мелкого дроб-

43

ления отличаются от ККД отсутствием траверсы для подвешивания подвижного конуса, который опирается на сферический подпятник (16).

В зависимости от конфигурации рабочего пространства и размеров разгрузочного и разгрузочного отверстий различают нормальные (стандартные) дробилки для среднего дробления (КСД) и короткоконусные дробилки для мелкого дробления (КМД). Отличительными особенностями короткоконусных дробилок являются укороченный внутренний конус, меньше загрузочные и разгрузочные отверстия, более крутой угол наклона и более длинная параллельная зона между рабочими конусами, что позволяет получить более равномерный и мелкий по крупности продукт (рис. 6.4).

Рис. 6.4 Конусная дробилка для среднего и мелкого дробления

1 – литой корпус; 2 – пружины; 3 – опорное кольцо; 4 – болты; 5- неподвижный конус (чаша); 6- загрузочная коробка; 7- подвижный дробящий конус; 8- распределительная тарелка; 9 – вал; 10 – рабочий вал; 11 – эксцентриковый стакан; 12, 13 – коническая шестерня; 14 – приводной вал; 15 – цилиндрическая втулка; 16 – сферический подпятник.

Конусные дробилки среднего и мелкого дробления являются основным типом дробилок для дробления руд твердых и средней твердости. Степень дробления составляет 4-7.

Основные достоинства дробилок КСД и КМД – большая производитель-

44

ность, большая степень дробления, наличие предохранительного устройства от поломок и равномерная загрузка. Недостатки – очень сложное устройство, что осложняет их ремонт и обслуживание; неудовлетворительная работа на глинистых и вязких рудах, которые быстро забивают разгрузочные отверстия.

6.4Дробилки ударного действия

Вдробилках ударного действия разрушение дробимого материала происходит за счет кинетической энергии движущихся сил. К ним относится три типа дробилок: молотковые (рис. 6.5), роторные и стержневые (дезинтеграторы).

Рис. 6.5 Дробилка молотковая

1 – корпус; 2 – ротор; 3 – отбойные плиты; 4 – молотки; 5 – колосниковая решетка.

Дробление материала производится в рабочем пространстве быстровращающимися молотками и за счёт удара об отбойные плиты и колосниковую решетку. Дроблёная руда разгружается через щели колосниковой решетки. Максимальная степень дробления может достигать 30.

Область применения - для среднего и мелкого дробления мягких и средней крупности неабразивных материалов. Для угля, известняка, гипса, мела, асбестовых руд, каменной соли и т.д. Преимущество дробилок - простота конструкции, низкая металлоёмкость, большая производительность, высокая степень дробления, удобство обслуживания. Недостатки этих дробилок - быстрый износ молотков, бил и решеток.

45

Лекция 7. ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ

План лекции

7.1Процесс измельчения

7.2Конструктивные особенности мельниц (шаровые, стержневые, самоизмельчения, процесс Снайдера)

7.3Скоростные режимы измельчения

7.4Технология измельчения

7.1 Процесс измельчения

Измельчением также как и дроблением называются процессы разрушения кусков (зерен) руды полезных ископаемых на более мелкие зерна путем действия внешних сил, преодолевающих внутренние силы сцепления между частицами. Условно считают, что если при дроблении получают зерна более 5 мм, то при измельчении – меньше 5 мм.

Предел крупности измельчения определяется размером вкрапленности рудных и нерудных минералов, методом обогащения, которые устанавливаются опытным путем для каждого полезного ископаемого при исследовании руд на обогатимость.

Машины, с помощью которых осуществляется измельчение, называются мельницами.

Все мельницы разделены на две основные разновидности: аэродинамические или струйные (без мелющих тел) и механические (с мелющими телами). Последние могут быть барабанные, роликовые, дисковые.

На обогатительных фабриках применяются почти исключительно барабанные мельницы. В зависимости от мелющих тел они бывают:

-шаровые;

-стержневые;

-галечные;

-самоизмельчения

В зависимости от формы барабана:

-цилиндрические;

-конические.

Принцип работы их практически одинаков.

7.2 Конструктивные особенности мельниц (шаровые, стержневые, самоизмельчения, процесс Снайдера)

46

Барабанная мельница (рис. 7.1, рис.7.2) представляет собой цилиндрический барабан (1) с торцевыми крышками (2,3) и пустотелыми цапфами (4,5), опирающиеся на подшипники (6,7). Вращение барабана мельницы производится от электродвигателя посредством малой шестерни, насаженной на приводном валу и зубчатого венца (8), закрепленного на барабане.

Рис. 7.1 Шаровая мельница с центральной разгрузкой

Рис. 7.2 Шаровая мельница с центральной разгрузкой

Барабан мельницы изготавливают сварным или клепанным из листовой стали, а торцевые крышки отливают из чугуна или стали. Они соединяются между собой болтами.

47

Электродвигатель присоединяется к приводному валу через редуктор или в мельницах больших размеров (тихоходных) через муфту.

Барабан и торцевые крышки для предотвращения износа футеруются броневыми плитами из марганцевой стали толщиной от 50 до 150 мм, а внутренняя часть пустотелых цапф съемными воротниками.

Для разгрузки изношенных шаров, введения футеровки внутрь мельницы служат люки.

Для измельчения руды в мельницу загружают стальные или чугунные ша-

Пересортировка шаров проводится не реже одного раза в 2-3 месяца. Dш шаров связан следующей зависимостью с крупностью руды:

Dø = 28× 3d

Впроизводственных условиях мельница загружается шарами и рудой до 40-45% своего объема. Во время вращения барабана мельницы шары перекатываясь, скользя и падая, измельчают зерна руды.

Взависимости от способа разгрузки измельченного продукта различают мельницы с центральной (свободной) разгрузкой (рисунок 9.1) и с принудительной разгрузкой (с разгрузкой через решетку) (рисунок 9.2).

Мельница сливного типа (МШЦ). Особенности мельницы:

-разгрузка пульпы осуществляется непосредственно через разгрузочную цапфу горловина, которой большего диаметра, чем разгрузочное отверстие;

-высокий уровень пульпы в барабане;

-малая разница уровня пульпы h в загрузочном и разгрузочном концах барабана, вследствие чего перемещение материала идет медленно, и мельница выдает тонкий продукт (рис. 7.3);

-разгрузочная горловина имеет спираль для возврата в мельницу случайно попавших шаров.

48

Рис. 7.3 Мельница МШЦ

Рабочий объем – от 1 до 63 м3. Частота вращения – от 4,2 до 17,4 об/мин. Масса мельницы с редуктором – от 8 до 205 т; с шарами – от 10 до 450 т.

Мельница с разгрузкой через решетку (МШР). Диаметр мельницы – от 900 до 4000 мм. Длина мельницы - от 1800 до 5500 мм.

Шаровая мельница с разгрузкой через решетку отличается от мельницы сливного типа тем, что у нее диаметр больше длины и измельченный продукт разгружается принудительно (рис.7.4).

Рис. 7.4 Мельница МШР

Со стороны разгрузочного конца мельница имеет решетку с отверстиями для разгрузки измельченного продукта. Крупные куски руды и шары задерживаются в мельнице. Измельченная же руда разгружается через решетку или диафрагму в промежуточную камеру. К наружной стороне решетки между ней и торцевой крышкой мельницы укреплены радиально расположенные ребра, на которые пульпа попадает через отверстия диафрагмы. При вращении мельницы ребра выполняют роль лифтеров, которые поднимают измельченный материал с водой (пульпу) вверх и сбрасывают его на конус расположенный вершиной к разгрузочной цапфе мельницы. Пульпа стекает по образующей конуса и попадает в полую цапфу, через которую и выгружается из мельницы.

Разгрузка мельницы через решетку создает большую разность давлений загружаемого и разгружаемого материала, что способствует более быстрому продвижению пульпы в мельнице.

Поэтому мельницы с разгрузкой через решетку:

49

-более производительные по сравнению с мельницами с центральной разгрузкой;

-выдают более равномерный по крупности продукт с небольшим количеством шламов (благодаря тому, что разгрузочное отверстие расположено значительно ниже уровня загрузки, в мельнице не накапливается материал, и зерна не подвергаются переизмельчению, что наблюдается в мельнице с центральной разгрузкой);

-в мельницу можно загружать руду крупностью до 30-35 мм и регулировать степень измельчения. Однако снижение крупности руды загружаемой в мельницу повышает производительность мельницы (с 20 до 5 мм на 20-25%);

-диафрагмой (решеткой) можно регулировать уровень пульпы, а значит и

еепроизводительность. Для увеличения скорости прохождения пульпы через мельницу необходимо закрыть ряд отверстий решетки расположенные ближе к горизонтальной оси мельницы, т.е. ближе к разгрузочной цапфе.

Чтобы уменьшить производительность можно поднять уровень пульпы, до оси мельницы закрыв все отверстия решетки. И мельница будет работать как мельница с центральной разгрузкой.

Вместе с тем мельницы с разгрузкой через решетку имеют ряд недостат-

ков:

-наличие диафрагмы усложняет конструкцию и обслуживание мельницы;

-удорожает ее стоимость;

-отверстия решетки забиваются щепой.

Мельницы с решеткой обычно применяются в I стадии измельчения для получения продукта более 0,15 мм.

Отечественной промышленностью выпускаются мельницы с объемом барабана от 0,45 до 71 м3.

Стержневые мельницы по своему устройству аналогичны шаровым цилиндрическим с центральной разгрузкой. Длина их в 1,5-2 раза больше диаметра. Измельчающей средой являются стержни. Диаметр стержней колеблется от 40 до 100 мм, а длина на 25-50 мм меньше внутренней длины мельницы. Мельница наполняется стержнями на 100-200 мм ниже оси мельницы, т.е. стержни

занимают 35-45% внутреннего объема мельницы. Объемная масса стержней 6-7 т/м3.

При измельчении руды в стержневой мельнице контакт между стержнями осуществляется по всей длине стержня, а не в отдельных точках, как при измельчении шарами.

При свободном падении стержня сила удара в каждой точке получается меньше, чем удар шара, т.к. этот удар воспринимается большей площадью. По-

50

этому стержневые мельницы дают боле грубый и равномерный по крупности измельченный продукт, чем шаровые.

Применяются:

-для измельчения как твердых, так и мягких пород в I стадии измельчения и выдают продукт крупностью до 0,2 мм, или перед шаровыми мельницами выдавая продукт 1-2 мм или для гравитационного обогащения.

Измельчение происходит (так же, как в шаровых) в присутствии воды – 25-60 % от массы руды.

Конструктивные отличия стержневых мельниц:

-большая длина L = (15-2) ∙ D;

-большой диаметр разгрузочной горловины (1200 мм);

-достигается большая скорость прохождения материала, а значит, увеличивается производительность;

-нет необходимости устройства люка в корпусе;

-торцевые крышки имеют меньшую конусность.

Другие особенности:

-скорость вращения 60-80% от критической;

-большая масса стержней на единицу объема материала (6-7 т/ м3) делает производительность выше, чем у шаровой;

-меньший износ футеровки и стержней и более низкая стоимость. Применение рассмотренных конструкций мельниц связано с высокими

капитальными и эксплуатационными затратами. В связи с этим последнее время наблюдается повышенный интерес к проблеме самоизмельчения (бесшарового измельчения).

В последнее время в практике все больше применяется бесшаровое измельчение, где в качестве мелющих тел используется сама руда крупностью 350-0 мм (до 600-0 мм) (в этом случае речь идет о самоизмельчении). Если в качестве дробящей среды используется класс -300 +150 мм выделенный из крупно дробленой руды, то речь идет о рудногалечном измельчении.

Самоизмельчение может быть сухим и мокрым. Для сухого самоизмельчения применяются мельница типа «Аэрофол», которая представляет собой короткий барабан, диаметром намного больше длины и составляет 5-11 м. На внутренней поверхности барабана укрепляются рельсы или балки, которыми руда при вращении барабана поднимается вверх. Падая вниз куски -600 +350 мм ударяясь о рельсы, дробятся сами и дробят мелкие куски находящиеся внизу

(рис.7.5).

Измельченный материал всасывается и направляется в систему классификатора.