Раздел 2. Машины и оборудование

ДЛЯ СОРТИРОВАНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Глава2. Общие сведения о процессах сортирования материалов

§1 Назначение и сущность процессов сортирования

Процессы сортирования широко используют в промышленности строительных материалов, так как исходный материал в боль­шинстве случаев представляет собой неоднородную по крупности смесь, содержащую различные примеси и включения.

В процессе переработки сырья материал необходимо разде­лять на классы по крупности, удалять из материала примеси и включения, снижающие его качество. Оборудование для этих процессов основывается на механическом, гидравлическом и воз­душном принципе действия.

Наиболее распространенный способ сортирования материа­лов — механический. Механическое сортирование, производимое на плоских или криволинейных поверхностях с отверстиями заданного размера, называется грохочением, а машины и устрой­ства, служащие для этого, — грохотами.

Сыпучая смесь, поступающая на грохочение, называется исход­ным материалом. Зерна материала, размер которых превышает размер отверстий поверхности грохочения, остаются на этой поверхности и называются надрешетным (верхним) классом; зерна материала, прошедшие через отверстия, представляют собой подрешетный (нижний) класс. Надрешетный класс обозна­чают знаком плюс, подрешетный — знаком минус. Например, если смесь зерен различной крупности разделялась на сите с от­верстиями 40 мм, то верхний класс обозначается +40, нижний -40, т. е. одна поверхность грохочения разделяет исходный материал на два класса. Если материал, подлежащий сортиро­ванию, будет последовательно проходить п поверхности грохо­чения, то в результате получится п + 1 классов.

Просеивающей поверхностью вибрационных грохотов является колосниковая решетка или сито, которые расположены в горизон­тальной или наклонной плоскости и приводятся в колебательное движение. Благодаря колебательным движениям просеивающей поверхности материал, поступающий на нее, перемещается к раз­грузочному концу грохота. Во время движения по просеивающей поверхности материал разделяется на подрешетный и надрешет­ный классы.

Просеивающие поверхности могут совершать круговые, эллип­тические или прямолинейные движения. Обычно для наклонных грохотов характерны все три вида движения, а для горизонталь­ных — прямолинейные, направленные под углом 35—45° к про­сеивающей поверхности.

Скорость колебательного движения просеивающей поверх­ности выбирают такой, чтобы она обеспечивала периодический отрыв материала от просеивающей поверхности при его движении к разгрузочному концу.

При переработке строительных материалов, например, не­рудных применяют следующие виды грохочения:

предварительное, при котором из исходной горной мас­сы выделяется материал негабаритных размеров или ма­териал, не требующий дробления в машинах первой стадии дро­бления;

промежуточное для выделения продукта, не требующего дроб­ления в последующей стадии;

контрольное, применяемое за последней стадией дробления для контроля крупности готового продукта и выделения отходов; частицы крупнее заданного размера возвращаются на повторное дробление (замкнутый цикл);

окончательное или товарное для разделения готового про­дукта на товарные фракции.

Различают сухой и мокрый способы грохочения. При мокром способе исходный материал поступает на грохот в виде пульпы или в сухом виде и орошается водой из специальных брызгальных устройств. Мокрый способ применяют обычно для сортирования материалов повышенной влажности и загрязненных глиной, илом и другими примесями. В этих случаях при грохочении материал не только разделяется по крупности, но и промывается.

Процесс грохочения принято оценивать двумя показателями: производительностью, т. е. количеством поступающего на грохот исходного материала в единицу времени, и эффективностью гро­хочения — отношением массы материала, прошедшей сквозь от­верстия сита, к массе материала данной крупности, содержа­щейся в исходном материале.

Эффективность грохочения отражает качественную сторону процесса грохочения. Качество получаемого продукта оценивается засоренностью (замельчением или закрупнением) которая равна процентному содержанию зерен посторонних фракций в данной фракции продукта.

Понятие фракция отличается от понятия класс тем, что пре­делы фракции определяются теми предельными размерами гра­ничных зерен, которые требуется получить, а пределы класса определяются размерами отверстий сит, на которых происходит грохочение. Например, чтобы разделить гравийную породу на две фракции: гравий с размером частиц более 5 мм и песок, размер частиц которого менее 5 мм, применяют сито с отверстиями 6,5 мм в свету. Следовательно, зерна размером 5—6,5 мм относятся к верхней фракции, но к нижнему классу. Это обстоятельство не позволяет заменить показатель чистоты продукта показателем эффективности грохочения.

Эффективность грохочения (%)

Е = [С — d (100 — С) ] 100/С,

где С — процентное содержание массы зерен нижнего класса в общей массе поступающего на грохот исходного материала (определяется рассевом пробы ис­ходного материала или по кривой ситового анализа этого материала); d = (А - А')/А' — относительное содержание массы зерен нижнего класса, оставшихся после грохочения в верхнем продукте; А — масса пробы надрешетного материала; А' — масса той же пробы надрешетного материала после отсева из него на лабо­раторном сите с размером и формой отверстий как у исследуемого сита зерен нижнего класса.

Засоренность продукта (%):

где А_о— масса пробы готового продукта; А'₀— масса той же пробы после рас­сева ее на стандартном лабораторном сите с размером отверстий, соответствующих выбранной границе разделения.