4.2. Процесс грохочения

4.2.1. Основные понятия и назначение грохочения

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

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

Помимо грохочения, представляющего из себя непрерывный процесс, использующийся главным образом в промышленном масштабе, разделение частиц (кусков) по крупности происходит при просеивании - периодическом процессе, используемом для лабораторных и полупромышленных установок.

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

При последовательном просеивании материала на п ситах получают n+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 частиц (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).

Размер материала, прошедшего через сито с отверстиями l₁ и оставшегося на сите с отверстиями l₂, причем l₂< l₁, называется классом крупности. Крупность класса обозначают следующими тремя способами: l₁+l₂ (минус l₁ плюс l₂) или d₁ + d₂ ; l₁  l₂ или d₁  d₂ ; l₂  l₁ или d₂  d₁. Например, классы 25+10; 2510 и 1025 мм.

Из приведенных способов обозначения крупности классов наиболее широко применяют первый и третий, обязательный для использования при грохочении углей (ГОСТ 2093-82) и щебня.

В получаемых при грохочении классах размер наибольших кусков материала d₁ всегда меньше величины отверстий сита l₁ и размер наименьших кусков d₂ больше отверстий l₂. Обозначения крупности классов d₁ + d₂ или d₁  d₂ указывают лишь на то, что данный класс был получен последовательным просеиванием материала на двух ситах с отверстиями размером d₁ = l₁ и d₂= l₂.

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 качательные 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 по ним материала.

Операции грохочения широко применяют на обогатительных и брикетных фабриках и сортировках, в производстве строительных материалов, химической и многих других отраслях промышленности. В технологической схеме обогащения или при подготовке природных материалов к переработке выделяют 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. Типичные схемы грохочения при дроблений изображены на рис. 4.4.

Рис. 4.4. Схема грохочения при дроблении: а - предварительное грохочение; б - предварительное и поверочное грохочение

В ряде случаев при грохочении происходит выделение полезного продукта; такое грохочение называется избирательным. В результате получают продукты, отличающиеся не только по крупности, но и по содержанию в них того или иного компонента. При избирательном грохочении используют различия в физических свойствах отдельных компонентов, входящих в состав сырья, например, различие в твердости и крепости или в форме кусков выделяемого компонента и сопутствующего материала. При получении, транспортировании и дроблении такого сырья в продуктах разной крупности будет неодинаковое содержание выделяемого материала.

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