ТСМ I

Рисунок 14 – Силосное хранилище

Предварительная подготовка материалов перед хранением

На керамических, цементных, гипсовых, известковых заводах сырье поступает на склад непосредственно с карьера.

Для твердых видов сырья хранению может предшествовать дробление. Наиболее высокие требования к качеству сырья предъявляют на стекольных

заводах, которые как правило своих карьеров не имеют, а работают на привозном сырье.

Природные материла (песок, доломит, известняк, мел) на завод поступают в необработанном виде и требуют специальной подготовки:

-измельчить -усреднить -провести обогащение.

В предварительной подготовка не нуждается лишь искусственное сырье (технологические продукты), оно доставляется на завод полностью готовым для ввода в шихту.

Наиболее сложным является подготовка песка, которая включает в себя обогащение, сушку и просеивание.

При обогащении снижается содержание оксидов железа и других красящих оксидов, улучшается зеркальный состав и повышается однородность песка.Используются следующие методы обогащения.

Промывка. Промывку осуществляют в классифицирующих конусах, гидромеханических классификаторах, гидроциклона (содержание Fe2O3 снижается на 25 – 30%)

Промывка с оттиркой. Проходит в мешалках в течение 8 -9 минут, где за счет трения песчинок друг о друга происходит «оттирка» глинистых и железистых примесей с поверхности зерен кварца (удаляется до 80-90% оксида железа).

Флотация. Флотация основана на разной смачиваемости водой поверхности тех или иных материалов.

51

В пульпу песка вводятся флотоагенты, что приводит к тому, что все компоненты песка становятся несмачиваемыми, за исключением кварца, поэтому нежелательные примеси находятся в виде пены на поверхности и удаляются в ней. Очищенный песок при этом находится в донной части

пульпы.	Флотация производится на	флотационных	мешалках	и
сопровождается перемешиванием.
Флотооттирка – это комбинированный способ обогащения,
включающий флотацию, оттирку пленки		примесей и	промывку,	что

позволяет снизить содержание Fe2O3 до 0,02-0,04%.

Электромагнитная сепарация. Она основана на различии магнитных свойств железистых примесей и кварца. Зерна песка с различными с различными магнитными свойствами движутся по различным траекториям и собираются в разные приемники. Осуществляется в индукционно-роликовых и магнитных сепараторах.

Химические методы. Они применяются в производстве оптических стекол. Удаление оксидной пленки с поверхности кварцевых песчинок проходит за счет ее растворение в разбавленных кислотах или в растворах солей слабых кислот (щавелевокислого натрия).

После обогащения песок подвергают сушке и просеиванию. Если влажность песка больше 4,5% , то он легко комкуется, в результате не удается добиться однородности шихты.

Сода, поташ, сульфат натрия доставляются на завод в смешанном упакованном виде. Их обычно только просеивают. Хранятся все компоненты шихты в тонкоизмельченном виде в бункерах.

Понятие «запас» отличается от понятия «количество» полезного ископаемого. В него входят:

1.Степень разведанности месторождений (объем, форма, условия залегания тела полезного ископаемого);

2.Изученность качества материального сырья;

3.Условия горно-эксплуатационных работ.

Все запасы в зависимости от условий разделяют на 4 категории: А, В, С1, С2. Категория А – запасы детально разведаны и изучены, полностью выяснены

качество и технические свойства полезного ископаемого; Категория В – запасы разведаны и оконтурены разведочными горными

выработками, работы по месторождению выполнены на уровне предварительной разведки. Это категория запасов достаточна для составления проектного задания на карьеры;

Категория С1 – запасы разведаны на основе редкой сети горных выработок, месторождения разведано в общих чертах. Такая работа может быть выполнена на стадии детальной поисковой деятельности. Эта категория запасов позволяет составить перспективные планы развития работ по дальнейшей разведке месторождений;

Категория С2 - запасы оценены предварительно, месторождения не изучены, о них имеются лишь предварительные сведения, полученные по

52

отдельным горным выработкам и общегеологическим изысканиям, сведения о качестве полезного ископаемого, получены по отдельным пробам.

Заболансовые запасы - это месторождения которые имеют небольшое количество полезных ископаемых, сложные геологические условия разработки и эксплуатации. Использование таких месторождений в настоящее время экономически не целесообразно, но эти месторождения в силу тех или иных причин в будущем в связи с развитием науки и техники могут стать объектом промышленного освоения.

53

РАЗДЕЛ №4. КЛАССИФИКАЦИЯ ИЗМЕЛЬЧАЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ

Требования к дисперсности порошкообразных материалов.

В качестве основных показателей контролизующих дисперсность порошков являются:

1.Остаток на сите с определенным размером ячейки, т.е. процентное содержание зерен с размером больше размера ячейки данного сита к общей массе навески.

2.Удельная поверхность Sуд, для определения которой чаще всего используют метод воздухопроницаемости слоя порошка, основанный на зависимости гидравлического сопротивления слоя определенной толщины при просачивании воздуха от размеров частиц. Этот метод дает

удовлетворительные результаты в пределах значений (Sуд.) – 2000-10000 см2/г.

Выбор критерия дисперсности и его количественной оценки зависит от требований, предъявляемых к каждому продукту или сырьевой смеси.

Цемент контролируют (по дисперсности) по остатку на сите № 008 (т.е. размер отверстия 80 мкм), и он не должен превышать 15 мас %. Это говорит о том, что количество крупных частиц более 80 мкм не более 15%, а частиц с размером менее 80 мкм должно быть не менее 70%.

В стекольной шихте зерновой состав (т.е. соотношение всех присутствующих фаз) должен быть максимально однороден, по дисперсности компоненты шихты могут существенно отличаться друг от друга. Поэтому каждый компонент шихты до смешения просеивают через

свое контрольное сито. Сито обычно характеризуется числом отверстий по 1 см2.

Na2SO4 – 36 отв.; сода и мел – 49; Доломит и известняк – 64.

Применяемые в керамике массы могут быть разделены:

–на грубозернистые (преобладает фракция 0,5-1 мм)

–на тонкозернистые (фракция 0,05-0,1 мм).

Грубозернистые массы не способны интенсивно уплотняться при обжиге, поэтому они обладают низкой усадкой при обжиге (3-5%), и изделия на их основе, а они используются в производстве огнеупорной и строительной керамики, обладают высокой открытой пористостью (10-15%).

Тонкозернистые керамические массы при сушке и обжиге испытывают значительные линейные и объемные изменения (огневая усадка 10-20%, открытая пористость до 2%). Такие массы используются при производстве тонкой керамики (фарфор, фаянс, облицовочной и технической керамики).

В керамических массах (особенно грубозернистых) особое значение приобретает не только средняя дисперсность частиц, но и их гранулометрический состав (т.е. соотношение количества зерен различных

54

размеров), так как именно этот фактор является основным при формировании наиболее плотного материала

Основные виды классификации

Классификация – это разделение твердых зернистых материалов на фракции (классы) по крупности кусков и зерен.

Существует два основных вида классификации:

-механическая (разделение на ситах);

-гидравлическая, основанная на различной скорости осаждения зерен разной крупности в водной или воздушной средах.

Грохочение – это разделение сыпучих материалов на классы по крупности путем просеивания через сита.

Грохочение производится на грохотах (подвижных или неподвижных),

вкоторых рабочим элементом является решето или сито, т.е. перфорированная поверхность с отверстиями строго определенного размера.

При рассеве на каждом сите образуется два продукта – верхний (не прошедший через сито) и нижний (прошедший через сито).

При рассеве материала через “n” сит количество фракций равно (n + 1). Фракции обычно обозначают по размерам отверстий двух соседних сит: одно – то, через которое материал прошел, другое – то, на котором он

задержался.

Существует три основных схемы рассева.

1. С последовательным выделением фракций от крупных к мелким: Характеризуется высокой точностью рассева, малый износ полотен сит, большое пыление при удалении мелких фракций.(рис. 15)

55

Рисунок 15 – Последовательное выделение фракций 2. С последовательным выделением фракций от мелких к крупным:

Нет пыления, но увеличивается износ полотен и пониженная точность рассева. (рис.16)

Рисунок 16 –Выделение фракций от мелких к крупным

3. Комбинированный.(рис.17)

Рисунок 17 –Комбинированный способ

56

Грохочение крупных зерен применяется для подготовки фракционированного известняка для обжига в шахтных и вращающихся печах, а также при многостадийном дроблении твердых материалов. Грохочение на проволочных ситах в стекольной и керамической промышленности.

Сита могут быть вращающимися (барабанными или призматическими), плоскими качающимися и вибрационными.

Виброгрохоты недостаточно эффективны при разделении относительно мелких фракций (менее 0,8 мм), их целесообразно применять для отсеивания наиболее крупных фракций, а для отделения тонких фракций следует использовать воздушные сепараторы.

На стекольных заводах часто применяют для одновременной сушки и классификации песка барабанный многогранный грохот (рис.18).

Такой грохот представляет собой многогранную призму, грани которой являются металлическими сетками. Песок подается внутрь вращающегося бурата и просеивается через сетки. Не прошедшие через сетки зерна удаляются с другого конца бурата.

На эффективность рассева влияют:

Влажность материала.

Угол наклона сит к горизонту.

Толщина слоя материала, лежащего на сите.

Форма и расположение отверстий.

Амплитуда колебания Сити др.

Рисунок 18 –Многогранный грохот

57

Применяют следующие виды грохочения:

-предварительное, при котором из исходной массы выделяется негабаритный материал либо материал, не требующий дробления.

-контрольное, применяется для контроля крупности готового продукта и выделения отходов, зерна крупнее заданного размера возвращаются на повторное дробления.

-окончательное – для разделения продукта на товарные фракции.

Эффективность грохочения резко снижается с уменьшением размера частиц. Поэтому для тонкодисперсных продуктов используют методы разделения по фракциям, основанные на различии в скорости падение частиц разного размера в газовой и жидких средах.

Воздушная сепарация- это разделение материалов в газовых средах. Воздушная сепарация применяется для сухих порошкообразных материалов крупностью менее 1мм, когда использование вибрационных грохотов нерационально. Воздушная сепарация широко применяется при помоле

цемента, гипса, извести, сухой глины.

Аппараты для воздушной сепарации называются – сепараторами. Материал транспортируется к сепаратору двумя способами:

1.пневматически в струе воздуха, просасываемого через мельницу;

2.механически с помощью элеваторов.

Соответственно используют разные сепараторы:

1.случай – проходные

2.случай – циркуляционные.

Проходной сепаратор

1.Входной патрубок

2.Внешний корпус

3.Внутренний корпус

4.Направляющие лопатки

5.Выходной патрубок

6.Разгрузочный патрубок мелкой фракции

7.Разгрузочный патрубок крупной фракции

Впроходном сепараторе (рис.19) воздух или горячие газы с исходным материалом по патрубку (1) поступают между внешним корпусом (2) и внутренним корпусом (3). За счет внезапного расширения канала скорость воздуха падает и крупные частицы, выпадая из потока, через патрубок (7) отводятся на домол. Поток по направляющим лопаткам (4) поступает во внутренний корпус (3), где закручивается. Регулируя угол поворота лопаток, меняя направление и скорость потока, регулируется граница разделения частиц. Мелкие частицы, выпадая из потока, отводятся по патрубку (6), а

воздух с взвешенной пылью	направляются по патрубку (5) в
пылеосодительное устройство.
	58

Схемы мельниц с проходным аппаратом рассчитаны на применение сырьевых материалов с сушкой.

Преимущества:

1.Полное использование тепла отходящих газов.

2.Меньшие капитальные затраты на установку.

3.Лучшие условия труда.

Циркуляционные сепараторы образуют пылевоздушную смесь непосредственно в самом аппарате. Они более компактны и экономичны. Объем сушильного агента в них может быть существенно ниже, а температура повышена до 600-650 С. Такие сепараторы используются для классификации материалов, не требующих сушки (цементные мельницы).

Воздушная сепарация позволяет повысить производительность помольного агрегата на 25-50 % за счет своевременного удаления готового продукта и снизить удельные энергетические затраты на 10-20 %, при чем тем больше, чем выше тонкость помола.

Рисунок 19 –Проходной сепаратор

Гидравлическая классификация.

Крупность материала подвергаемого гидравлической классификации, в

основном	не превышает 5	мм. Она позволяет фракционировать
сравнительно	грубодисперсные	смеси (например, песок) и отделять

некондиционные грубые частицы в шламах и шликерах.

59

Для выделения в песках фракций с размером менее 0,15 мм и обезвоживания их до транспортабельного состояния используют механические классификаторы. Принцип действия основан на различной скорости падения частиц в горизонтальном потоке пульпы.

Вращением спирали пульпа взмучивается, крупные частицы перемещаются к разгрузочному окну 2, а слив, содержащий мелкие частицы отводится в нижней части корыта через сливной порог.

Для классификации цементных шламов широкое распространение нашли дуговые грохоты, имеющие вогнутую рабочую поверхность просева. Шлам поступает на сито по касательной под напором 0,15-0,17 МПа, что обеспечивает интенсивную классификацию. Отличается высокой производительностью, отсутствием движущихся частей.

1.Патрубок

2.Конус

3.Переливной короб с патрубком

4.Разгрузочная течка крупного материала

Установка гидроклассификаторов(рис.20 и 21) в замкнутом цикле помола позволяет увеличить производительность мельниц на 40-50 % по сравнению с открытым циклом при снижении удельных затрат электроэнергии и мелющих тел на 30-35 %. При этом также улучшается гранулометрический состав готового продукта.

Рисунок 20 –Дуговое сито

60