Самылин В.Н. Конспект лекций по дисциплине Переработка, обогащение и комплексное использование полезных ископаемых
Подождите немного. Документ загружается.
Е = 60 100/80 = 75 %
На практике для определения эффективности (КПД) грохочения
пользуются следующей формулой
Е = 10
4
(a – b)/ a(100 – b),
Где Е – эффективность грохочения, %; a – содержание нижнего класса
(меньше размера отверстия сита) в исходном продукте, %; b - содержание
нижнего класса в надрешётном продукте, %.
Факторы, влияющие на эффективность грохочения
На эффективность грохочения влияют следующие факторы:
1. Характеристика материала по крупности. Чем больше в материале
мелких классов, тем ниже эффективность грохочения.
2. Наличие «трудных» зёрен в материале. К трудным зёрнам относятся
частицы крупностью от 0.75 до 1.5 размера отверстия сита. Эти
зёрна, как правило, застревают в отверстиях сита, снижают живое
сечение рабочей поверхности и, естественно, ухудшают
эффективность грохочения.
3. Угол наклона сита. От угла наклона рабочей поверхности зависит
скорость движения материала. При чрезмерном наклоне сито
превращается в транспортирующий желоб, при этом эффективность
рассева материала резко падает. Для каждого материала требуется
оптимальный угол наклона сита.
4. Влажность материала. При влажности более 10 – 12 %
эффективность грохочения резко падает, т.к. происходит залипание
отверстий сита. Для достижения высокой эффективности производят
мокрую классификацию. Т.е. вместе с материалом подают воду. В
этом случае эффективность грохочения достигает 95 %.
5. Удельная нагрузка (нагрузка на единицу площади поверхности
т/чм
2
). Чем выше удельная нагрузка, тем ниже эффективность
грохочения.
31
Q
0 – 200
= 200 т/ч
Q
0 – 13
= 80 т/ч
d = 13 мм
Надрешётный
продукт
Подрешётный
0 – 13 мм
Q
0 – 13
= 60 т/ч
Исходный материал
6. Размер отверстий сита. Чем он больше, тем выше эффективность.
Грохоты, их классификация, обозначение и конструктивные
особенности
Все грохоты классифицируются на следующие типы:
1. Колосниковые;
2. Барабанные;
3. Инерционные:
3.1. с дебалансным вибратором;
3.2. с самобалансным вибратором;
4. Резонансные;
5. Дуговые;
6. Конические
Грохоты обозначаются буквами и цифрами:
Г – грохот;
И – инерционный;
Л – лёгкого типа;
Т – тяжёлого типа;
Ц – цилиндрический;
Р – резонансный;
С – самобалансный
Цифры обозначают: 1-я – условную ширину сита; 2-я – количество сит.
1 750 мм 5 1750 мм
2 1000 мм 6 2000 мм
3 1250 мм 7 2500 мм
4 1500 мм 8 3000 мм
Например: грохот ГИСЛ – 82 – грохот инерционный, самобалансный, лёгкого
типа, ширина сита 3000 мм, количество сит – 2.
1 Колосниковые грохоты
Колосниковые грохоты широко применяются в рудной практике для
выделения крупных кусков перед дроблением.
В угольной практике колосниковый грохот типа КПУ-800 (комплекс для
подготовки угля производительностью 800 т/ч) применяется для
подготовительной классификации угля на машинные классы перед
обогащением (рис 5.5). На грохоте осуществляется гидравлическая
классификация (с подачей воды), обеспечивающая эффективность 95 %.
32
0 – 0.5 мм
0.5 – 13 мм
13 – 100 мм
Исх.
уголь
0 – 100
мм, Вода
1
3
2
4
Исходный материал
Рисунок 5.5 – Гидрогрохот КПУ – 800: 1 – короб; 2 – колосниковая
решётка; 3 – форсунки для подачи воды; 4 - дуговые сита
2. Барабанные (цилиндрические) грохоты
Барабанные грохоты применяются в рудной и угольной практике. В
угольной практике цилиндрические грохоты устанавливаются в отделении
углеприёма и применяются для предварительной классификации углей с
целью выделения кусков более 100 мм с последующим их
додрабливанием.
Промышленные модели цилиндрических грохотов: ГЦЛ – 1 (2, 3) – грохот
цилиндрический с ленточной спиралью. Просеивающей поверхностью
является ленточная спираль с шириной зазора d =100 мм (рис. 5.6)
Рисунок 5.6 – Грохот цилиндрический ГЦЛ – 1 (2,3): 1 – барабан; 2 –
ленточная спираль; 3 – опорные ролики.
33
1
Исх. материал
0 –200 мм
2
3
1
3
+ 100
0 - 100
d =100 мм
Исходный материал
Угол наклона барабана 10 – 12
о
, частота вращения – 8 –10 мин
–1
.
Привод на барабан фрикционный от опорных роликов.
Недостаток грохота:
1- работает только около 25 % рабочей поверхности грохота (см. рис.);
2- во влажной атмосфере происходит проскальзывание барабана
относительно приводных роликов.
3.1 Инерционные грохоты с дебалансным вибратором
Грохоты этого типа предназначены для классификации руд и углей.
Основные элементы конструкции грохота приведены на рисунке 5.7.
Рисунок 5.7 – Инерционный грохот с дебалансным вибратором
Возбудителем колебаний грохота является дебалансный вибратор,
установленный по центру тяжести грохота. Дебалансный вибратор (рис. 5.8)
состоит из вала, на концах которого установлены неуравновешенные массы.
При вращении вала инерционные силы вынуждают колебаться короб вместе
с ситом и материалом. В результате колебаний происходит разрыхление
материала, лежащего на сите. Частицы меньше размера отверстия сита
беспрепятственно уходят в подрешётный продукт.
34
Надрешётный
Подрешётный
1
2
3
4
Траектория колебаний
1 - короб;
2 - сито;
3 - дебалансный
вибратор;
4 – пружинные
опоры;
Исх. мат-л
1
2
2
1
3
4
5
Исходный материал
Рисунок 5.8 – Дебалансный вибратор: 1 – вал; 2 – дебаланс (диск со
смещённым центром); 3 – кожух; 4 – шкив привода; 5 - подшипник
Режим работы грохота – зарезонансный (рис. 5.9.)
Рисунок 5.9 - Зависимость между амплитудой (А) и частотой колебаний
() рабочей поверхности грохота
В рабочем (зарезонансном) режиме изменение частоты колебаний
грохота не приводит к срыву амплитуды.
3.2 Инерционный грохот с самобалансным вибратором
Грохоты с самобалансным вибратором предназначены для сухой и
мокрой классификации руд и углей (рис. 5.10). Возбудителем колебаний
грохота является самобалансный вибратор, представляющий собой две
неуравновешенные одинаковые массы, вращающиеся навстречу друг другу.
Вибратор устанавливается под углом 55
о
к плоскости грохота и обеспечивает
транспортирование частиц по грохоту в режиме подпрыгивания. Грохот, в
отличие от дебалансного, имеет направленные колебания короба и может
устанавливаться горизонтально.
35
X
55
o
Исх. мат- л
1
2
3
4
надрешётный
подрешётный
1 – короб;
2 – сито;
3 – самобалансный
вибратор;
4 – пружинные
опоры;
Траектория движения частиц
А,мм
сек
-1
рез
раб
Исходный материал
Рисунок 5.10 – Инерционный самобалансный грохот
Схема работы вибратора самобалансного грохота приведена на рисунке 5.11.
Рисунок 5.11 – Схема работы самобалансного вибратора
Направленные колебания обеспечивает самобалансный вибратор. В
положении I (рис. 5.11) инерционные силы P
1
и P
2
складываются. Происходит
толчок вдоль оси X. В положении II инерционные силы направлены в
противоположные стороны. Результирующая сила равна нулю. Колебания в
плоскости P
1
- P
2
не происходят. Самобалансные грохоты работают в
зарезонансном режиме (рис. 5.9).
Промышленные модели:
ГИСЛ-62 А…………… S = 10.4 м
2
ГИСТ-72……………… S = 15 м
2
ГИСЛ-82……………… S = 21 м
2
S – площадь рабочей поверхности сита.
Конические грохоты
Конические грохоты (ГК) применяются для мокрой классификации мелких
материалов (0 –13 мм) с целью их обесшламливания (отделения класса 0 –
0.5 мм) перед гравитационным обогащением, а также для 1-й стадии
обезвоживания концентрата отсадки (рис. 5.12).
36
X
P
1
P
2
X
P
1
P
2
I
II
P
1
= P
2
I P = P
1
+ P
2
II P = P
1
- P
2
= 0
Обезвоженн
ый продукт
Питание (пульпа)
Подрешётн
ая вода
1
2
5
3
4
1 – корпус;
2 – верхний конус;
3 – нижний конус;
4 – кольцо;
5 – загрузочный
патрубок;
Исходный материал
Рисунок 5.12 – Конический грохот (ГК)
Исходная пульпа (твёрдое + вода) через питающий патрубок 5
тангенциально подаётся на верхний конус, закручивается и через кольцо 4,
вращаясь по спирали, опускается в нижний конус. Поверхность конусов
выполнена из щелевидного сита. Вода с мелочью (0 – 0.5) уходит под сито.
Обезвоженный продукт разгружается через разгрузочное отверстие
нижнего конуса.
Промышленные модели:
ГК – 1.5……………………..S = 1.5 м
2
ГК – 3……………………….S = 3 м
2
ГК – 6……………………….S = 6 м
2
S – площадь рабочей поверхности грохота
Дуговые сита
Дуговые сита предназначены для обесшламливания материала в
технологических процессах. Они представляют собой полукруглое
шпальтовое сито с поперечными колосниками, заключённое в корпус (рис
5.13).
37
Обесшлам.
продукт
0.5 – 13 мм
Питание
0 – 13 мм
4
1
2
3
5
1 – корпус;
2 – приёмная коробка;
3 – щелевое сито;
4 – пластина;
5 – регулировочный винт;
Исходный материал
Рисунок 5.13 – Дуговое сито СД - 1
Исходная пульпа поступает в приёмную коробку и далее на дуговое сито.
Под действием центробежных сил вода и шлам уходят под сито.
Надрешётный (обесшламленный) продукт разгружается в конце сита.
Подача пульпы на сито регулируется пластиной 4 и винтом 5.
Контрольные вопросы:
1. Виды просеивающей поверхности.
2. Коэффициент живого сечения.
3. Эффективность грохочения.
4. Факторы, влияющие на эффективность грохочения.
5. Грохоты. Их назначение. Кодировка обозначения.
6. Колосниковые и цилиндрические грохоты.
7. Инерционные грохоты с ненаправленным колебанием рабочей
поверхности.
8. Инерционные грохоты с направленным колебанием рабочей поверхности.
9. Принцип работы вибратора самобалансного грохота.
9. Режим работы вибрационных грохотов.
10. Конические грохоты.
11. Дуговые сита.
Литература 1-4.
Литература.
1. Бедрань Н.Г., Скоробогатова Л.М. Переработка и качество полезных
ископаемых. – М.: Недра, 1986.-266с.
2. Шилаев В.П. Основы обогащения полезных ископаемых. – М.: Недра,
1986.- 296 с.
3. Артюшин С.П. Обогащение углей. – М.: Недра, 1975.-331с.
38
Шлам
0 –0.5 мм
Исходный материал
4. Справочник по обогащению углей/ Под ред. И.С. Благова и др.- М.:
Недра, 1984.-600с.
Лекция № 6
Вопросы, выносимые на лекцию: Гравитационные процессы, их
сущность ,фракционный анализ, кривые обогатимости, теоретический
баланс.
2 Основные процессы обогащения
2.1 Гравитационные процессы обогащения
Общие сведения
Гравитационные процессы обогащения основаны на различии в плотности
разделяемых компонентов. Более 70 % углей обогащаются
гравитационными методами. Эти методы положены в основу ряда
процессов:
1. Отсадка;
2. Обогащение в тяжёлых средах;
3. Обогащение в потоке жидкости, текущей по наклонной плоскости;
4. Обогащение в криволинейном потоке воды (в центробежном поле);
5. Пневматическое обогащение.
В угольной практике гравитационное обогащение применяется для
каменных углей и антрацитов крупностью 0.5 (0.2) – 150 мм.
Фракционный анализ
Обогащаемый уголь представляет собой неоднородную массу по
плотности. С увеличением содержания в угле минеральных примесей его
плотность и зольность повышаются. Если уголь разделить на ряд фракций,
различающихся плотностью, то эти фракции будут отличаться по качеству.
39
Исходный материал
Фракционным анализом называется операция разделения угля на
фракции различной плотности.
Фракционный анализ предназначен для определения теоретически
возможных качественно – количественных показателей гравитационного
обогащения и категории обогатимости угля.
Результаты фракционного анализа оформляют в виде таблицы. По
данным таблицы строятся кривые обогатимости, расширяющие возможности
решения технологических задач.
Пример.
По данным фракционного анализа (таб.6.1) построить кривые обогатимости.
По кривым обогатимости определить теоретический баланс продуктов
обогащения.
Зольность концентрата принять в пределах ……………... 5-8 %.
Зольность промпродукта принять в пределах……..35-45 %.
Зольность отходов принять в пределах…….. 75-85 %.
Таблица 6.1- Фракционный анализ углей
Плотность фракций, кг/м
3
Выход, % Зольность, %
-1300 48,80 4,00
1300 – 1400 7,30 6,00
1400 – 1500 10,40 14,50
1500 – 1600 2,60 30,00
1600 - 1800 4,10 43,50
+1800 26,80 80,00
Итого 100 27,90
Проведение фракционного анализа
Для проведения фракционного анализа применяют тяжелые жидкости
плотностью 1300; 1400; 1500; 1600; 1800 кг/м
3.
В качестве тяжелой жидкости
может быть использован водный раствор хлористого цинка ZnCl
2
.
Расслоение производится на фракции плотностью -1300; 1300-1400;
1400-1500; 1500-1600; 1600-1800; и +1800 кг/м
3
.
Расслоение, как правило, проводят, начиная с наименее плотной жидкости.
Схема фракционного анализа показана на рисунке 6.1.
Перед каждой операцией расслоения производят проверку плотности
жидкости денсиметром (ареометром). Пробу угля насыпают в бак с
жидкостью плотностью 1300 кг/м
3
. Содержимое бака тщательно
40
Исходный материал