ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ

Различают грубый, если размеры фракций помола не превышают 0,1—0,3 мм; тонкий, если фракционный состав конечного продукта находится в пределах от 0,001 до 0,1 мм, и сверхтонкий помол, когда продукт помола состоит из частиц материала меньше 0,001 мм.

Процесс измельчения определяют коэффициентом или степенью измельчения і, величина которого харак­теризуется отношением размеров кусков до и после измельчения. Степень измельчения бывает линейная и объемная:

1 — , > ‘ — >

АСр V

Где DcР и V—средний размер и объем наибольших или средних кусков до измельчения;

Dcр н о—средний размер н объем наибольших или средних кусков материала после измельчения.

Под средним размером понимают среднеарифме­тическое значение размеров куска материала в трех направлениях

N L+b+h

FlopЗ ,

Где /, Ь, H—соответственно длина, ширина и высота куска материала.

Как правило, степень измельчения определяют но наибольшим кускам материала.

Крупность кускового и порошкообразного мате­риалов с указанием линейных размеров наибольшего и наименьшего кусков или зерен материала может быть охарактеризована и записана следующим образом:

А) верхний предел крупности—й, что означает «не крупнее D»\

Б) нижний предел крупности -\-D, что означает «не мельче &>;

В) нижний и верхний пределы крупности, если ука­зывают размеры наибольшего и наименьшего кусков материала, и записывают D;

Г) фракционный состав материала (выражают в процентах или долях единицы);

Д) удельная поверхность материала или поверх­ность частиц, приходящихся на единицу массы мате­риала.

Крупность измельчаемых твердых материалов и продуктов измельчения оценивают по количественному составу отдельных фракций, т. е. но гранулометри­ческому или зерновому составу. Зерновой состав ма­териала определяют посредством следующих методов анализа:

А) ситового — рассевом на ситах на фракции для материалов крупнее 0,04 мм;

Б) седиментационного — разделением материала на фракции по скорости оседания частиц в жидкой среде для материала крупностью от 0,005 до 0,050 мм;

В) микроскопического — путем измерения частиц под микроскопом и их классификации но группам для материалов крупностью от 1 до 0,5 мкм.

Ситовой анализ применяют дли определения грану­лометрического или зернового состава грубоднсперс — ных ненластичных материалов. Массу пробы для си тового анализа принимают в зависимости от размера наи­большего куска в пробе:

Размер наибольшего куска в пробе, мм: 0,1; 0,3; 0,5; 1; 3; 5; 10; 20;

Минимальная масса пробы, кг соответственно 0,025; 0,05; 0, 1; 0,2; 0,5; 2; 5; 20.

Для определения гранулометрического состава кусковых и грубодиснерсных материалов применяют набор металлических сит с крупными отверстиями, так называемые «почвенные сита» с ячейками 10; 7; 5; 3; 2; 1; 0,5 мм.

Последнее сито в наборе изготовлено из металли­ческой сетки с квадратными отверстиями. Для рассева порошкообразных материалов чаще применяют сита из сеток, изготовляемых согласно ГОСТ 3584—53. В це­ментной промышленности для контроля тонкости по­мола цемента, сырьевой муки и шлама применяют кон­трольные сита с размерами квадратных ячеек 0,2 и 0,08 мм. Они обозначаются’К» 02 и № 008.

Материалы цементной промышленности — сырь­евая мука и цемент—являются тонкодисперсными IIO — решками. Тонкость помола этих продуктов определя­ется удельной поверхностью и зерновым составом. Зерновой состав определяется в процентах, удельная поверхность — в см2/г.

Зная фракционный состав измельченного материа­ла, можно с известным приближением определить удельную его поверхность расчетным путем. При этом допускают, что все зерна материала имеют форму шара. Тогда площадь их поверхности, отнесенную к еди­нице массы, определяют но уравнению

J_fm Raft 6____ 6_

Gm nds () dp

Где —площадь поверхности шара; — масса шара; D—диаметр шара.

Удельную поверхность материала с известным фракционным составом рассчитывают но формуле

Где S—удельная поверхность

Материала, см*/г; (і—плотность материала, г/смя (кг/ма); Gj=Gi, G2 и т. д.—массовые доли соответствующих фракций, %;

D^—Di, Dz и т. д. — размеры зерен материала, см;

К,- =К,. Кг и т. д. —коэффициенты формы, представляющие

Собой отношение удельной поверхности зе­рен с фактическими размерами к расчетной удельной поверхности шариков, изготов­ленных из того же материала и имеющих такие же размеры.

Коэффициент К для каждого материала будет тем выше, чем больше размер зерна, в связи с тем что на поверхности крупного зерна больше неровностей. Чис­ленные значения коэффициента формы К приведены в табл. 111-17.

Для характеристики степени измельчения материа­лов можно считать достаточным определение только «наружной» поверхности, т. е. поверхности без учета

1.6 1,6 2,1 3,9 9,7 1.3 1.4 1,7 2,7 4,3

Поверхности пор. Для измерения удельной поверхно­сти применяют приборы Товарова, ПСХ-2, ПСХ-4 и др., а за рубежом — Блейна, Ли и Нерса. Расчеты ведут по формуле

ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ

Где S—удельная поверхность, см£/г;

Р — плотность испытываемого материала, г/см3 (кг/м3): АР—перепад Давленнії, см под. ст. (Па); F—площадь фильтрации, см*; т — время фильтрации, с:

Объем газа, см3; I — толщина слоя порошка, см; т)—вязкость газа, г-с/см2 (ГІа-с); е—пористость (отношение объема пустот порошка ко всему объему).

В зависимости от физических свойств исходных ма­териалов и способа производства применяют разные схемы и различное оборудование для измельчения сырь­евых материалов.

Измельчение мягких сырьевых материалов. Мяг­кие пластичные сырьевые материалы, диспергируемые водой (мел, глина и др.), измельчают в две стадии: вна­чале их дробят в валковых зубчатых дробилках, а за­тем размучивают в болтушках.

Технические характеристики болтушки приведены в табл. 111-18.

Влажность глиняного шлама после болтушек 60— 70%, мелового 32—40%.

Кварц Кальцит

ТАБЛИЦА II I-17. Значение коэффициента /С для разных минералов по Гроссу

Размер зерна й, мм

Минерал

10

0,001 0.01 0,1

Удельный съем шлама с J м3 болтушки (по сухому материалу) для мела 0,5—0,6 т/ч, для глины 0,2 т/ч. Расход электроэнергии на размучивание мягких пород в болтушках достигает 0,75—J кВт-ч на 1 т мела и до ■Ч кВт-ч на 1 т глииы.

ТАБЛИЦА 111-18. Техническая характеристика глиноболтушек

Завод-изготовитель

Показатель

Им

Тельмана

УЗТМ

Волго­цеммаш

Диаметр, м………………………………

6

8

12

12

12

Производительность, м’/ч:

Для Глниы……

6—8

[0—14

26—32

26—36

36

» мела……………………….

14—18

24—32

60—72

60—72

75

Мощность электродви­гателя, кВт………………………………………………

14

23

55—75

75

55

Масса металлических частей, т…………………………………………………..

13

56,5

109

100

52

Для мягких сырьевых материалов болтушки могут быть заменены роторными мельницами или мельни — цами-мешалками. Мельница-мешалка состоит из бара­бана, внутри которого вращается ротор (рис. Ш-16).

При вращении ротора со скоростью 250—400 об/мин куски материала дробятся до крупности 50—70 мм, а затем измельчаются в результате соударений и взаим­ного трений, а также от ударов о поверхность корпуса и била ротора. Продукт помола в виде грубодиснерс — ного шлама выходит из мешалки через боковые сита.

Мельницы-мешалки имеют преимущества перед глиноболтушками, однако широкого распространения они не получили из-за быстрого износа ротора.

В последнее время для помола сырья начали при­менять каскадные мельницы «Аэрофол» и «Гидрофол», в которых материал самоизмельчается. Такие мель­ницы применяются для сухого помола материалов в

ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ

ПоБ-Б

ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ

Рис. 111-16. Мельница-мешалка

/ — корпус мольннцы; 5 — ротор мельницы; 3 — разгрузочная решетка (съемочная); 4 — карман или корыто _ для шлама; 5 — загрузочная воронка; 6 — фланец для очистки мельницы; 7 — выход готового шлама; N5 S н 9 — подвод воды; 10— сальниковые уплотнения; И— электродвигатель привода мельницы Сл

ДЬе стадии (рис. 111-17) и для мокрого помола мягких сырьевых материалов (рис. Ш-18). Каскадные мель­ницы, известные за рубежом как мельницы «Лэрофол» и «Гидрофол», представляют собой короткий барабан большого диаметра с двумя торцовыми днищами и по­лыми цапфами, которые опираются на подшипники

Рис. 111-17. Схема помоль­ной установки с каскадной мельницей типа «Аэрофол»

ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ

Каскадная мельница; 2 — Вентилятор; 3 — классифи­катор; 4 — циклои первичной очистки; 5 — цнклои вторич­ной очистки; 6 — топка; 7 — — электрофильтр; S — вентиля­тор; 9 —• возврат теплового агента: Ю —• питание

Рис. Ш-18. Схема помоль­ной установки с каскадной мельницей типа «Гидрофол» ! — каскадная мельница; 2— Питатель; 3 — зумпф; 4 —на — ■сос; 5 — шаровая мельница

Скользящего типа. Внутри мельницы, по периферии, установлены специальные лопасти для подъема кусков измельчаемого материала. Внутренняя поверхность мельничного барабана защищена броневыми нлитамн, а на торцовых днищах установлены броневые плиты с концентрическими выступами треугольного профиля.

Материал поступает в мельницу через одну из полых цапф в кусках размером 250—500 мм в поперечнике и при вращении поднимается на некоторую высоту, с ко­торой падает вниз. Во время падения куски материа­ла -ударяются друг о друга, а также об отбойные пли­ты. Происходит измельчение материала при ударе о выступы отбойных плит и перетирание отдельных его кусков.

ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ

Эффективность измельчения материала в этих мель­ницах может быть повышена при загрузке в них не­большого количества (2—3%) стальных шаров боль­шого диаметра (до 150 мм). Каскадные мельницы имеют следующие преимущества:

1) отсутствие мелющих тел и связанных с ними до­грузок, перегрузок и сортировки;

2) совмещение стадий среднего и тонкого дробления и предварительного измельчения в одном агрегате;

3) снижение численности обслуживающего и ремонт­ного персонала;

4) большая производительность;

5) малые удельные затраты электроэнергии.

Каскадные мельницы изготовляет Сызранский ма­шиностроительный завод (табл. Ш-19).

Шлам, полученный из мягких сырьевых материалов, после их диспергирования в болтушках, мельницах — мешалках или каскадных мельницах содержит около 80—85% мелких фракций, не требующих доизмель — чения. Для выделения из такого шлама мелких фракций измельчаемого материала используют гидроцик­лоны.

ТАБЛИЦА III-19- Типоразмеры каскадных мельниц Сызранекого завода

Тип мельинцы

Основные размеры, мм

Объем мельни­цы, м5

Мощность основного двигателя, кВт-ч

Диаметр

Длина

ММС-30-10,6

ММС-БО-18

ММС-70-23

ММС-90-32

ММС-10,5-38

3000 S000 7000 9000 10 БОО

1060 1800 2300 3200 3800

6 30 80 170 300

60—80 400—600 1600 4000 6000—7000

Гидроциклон (рис. II1-19) представляет собой ап­парат, состоящий из цилиндрической части 1, к которой снизу примыкают широким основанием коническая часть 2 и патрубок 3 для отвода верхнего продукта. В нижней части конуса закрепляются сменные насад­ки 4. Движущихся частей в гидроциклоне нет.

Эффективность работы гидроциклона определяется размерами входной щели для некондиционного продукта верхнего и нижнего патрубков и величины давления шлама на входе в гидроциклон.

ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ

Соотношения размеров указанных частей гидро­циклона и давления на входе не постоянны, и их следует подбирать индивидуально на каждом заводе в зависи­мости от свойств перерабатываемого сырья и сырьевых шламов. ГІри разделении шлама в гидроциклонах по­лучаемые два продукта различаются по влажности, растекаемости и титру. В связи с этим при применении гидроциклонов необходимо смешивать готовый продукт с продуктом помола грубых фракций в шаровой мель­нице. Это позволяет получить шлам, который по сво­ему химическому составу не отличается от шлама до классификации.

ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ

Рис. ІІІTe. Гидро Рис. 111-20. Двухкамерная трубная циклон (схема пото — мельница со стержневыми и шаро — ков жидкости) выми мелющими телами

Мокрый помол твердых сырьевых материалов осу­ществляется в трубных мельницах с однократным про­хождением материала, в мельницах замкнутого цикла с виброситами и дуговыми грохотами, в мельницах со стержневой загрузкой и в каскадных мельницах. Схема работы сырьевых мельниц по открытому циклу наиболее простая, характеристика сырьевых мельниц приведена в табл. 111-20.

ТАБЛИЦА Ш-20. Техническая характеристика мельниц для мокрого гтомола сырьевых материалов

Завод-изготовитель

Показатели

Снбтяжмаїн

Волго — цеммаш

Им.

Тельмана, ГДР

Диаметр, м………………….

2

2,2

2,6

3.2

4,0

•2,6

3

3

Длина, м………………………

1(),Ь

13

13

|Г,

13.S

13

8,Г>

14

Количество камер.

4

4

3

3

3

3

2

3

Продолжение Іпабл. 111-20

Показатели

Завод-нзготовнтсль

Сибтяжмаш

Волго­цеммаш

Им.

Тельмана,

>др

Число оборотов

К 1 мии…………………………..

21

20

20

16

16

20.5

18.8

18,5

Масса мелющих

Тел, т……………………………..

32

45

70

140

238

70

70

1 15

Производител ь-

Иость при помоле Из-

Пестняка средней

Тисрдости до 8—10%

135*

На сите № 008, т/ч.

18

25 —

32 —

80

170

42

80 —

30

42

150

Мощность, кВт. .

350

480

820

1700

3200

800

850

1500

Масса мельницы без

Мелющих тел и при­

Вода, т……………………………

69

84

137

375**

143

148

180

* На мягких породах. ** Включая Злектіюдвигатель и редуктор.

Производительность сырьевых мельниц определяют но формуле

Q=NпслЧіКм K

Где Nnon~ полезная мощность, кВт;

1]—коэффициент использования мощности: G—Удельная производительность мелышцы, т/кВт-ч, для трудноразмалываемого известняка; д = 0,055; Км—коэффициент поправки иа тонкость помола, величина которого дана в табл. III-2I. K — коффициеит, учитывающий предварительное дробле­ние известняка и добавок ^ 1.15

Полезную мощность, потребляемую шаровой мель­ницей при водопадном режиме ее работы, определяют по формуле Е. Е. Андреева:

[

9 4 1

— /г2 (1—Ft4) —— И811 — Ke) ,

Где D внутренний диаметр Мелышцы, м; L — длина мельницы, м;

П — скорость вращения мелышцы в долях единицы от крити­ческой скорости (« = 0,75 «1(р); K—отношение радиусов внутреннего и наружного слоев шароп; при <р = 0,35 параметр £ = 0,618.

ТАБЛИЦА 111-21 Поправочный коэффициент на тонкость помола

Остаток ив сите № 008. %

Поправочный коэффициент К

Остаток иа сите № 001. %

Поправочный коэффициент К

2

1 .70

10

1

2.5

1,00

11

0.96

3

1 ,52

12

0.92

3.5

1.45

13

0.88

4

1,40

14

0.85

4.5

1,35

15

0,82

5

1,30

16

0,79

6

1 ,22

17

0,77

7

1.15

18

0.74

8

І. Ю

10

0,72

0

1 .04

20

0.70

В стержневых мельницах дробящей загрузкой являются стальные стержни, длина которых на 100—150 мм короче длины камеры.

Тонкое измельчение твердых сырьевых материалов в мельницах со стержневой загрузкой осуществляет­ся в две стадии: раздробленный до крупности 20— 30 мм известняк подается в однокамерную мельницу со стержневой загрузкой, а домол шлама производится в мельнице с шаропом и цильпебсной загрузкой. Про­дукт, выходящий из стержневой мельницы, по срав­нению с продуктом, выдаваемым шаровой мельницей (на первой стадии измельчения), имеет более равномер­ный зерновой состав и не содержит чрезмерно крупных частиц. При использовании стержневых мельниц не требуется установки вибросит для отделения крунки от шлама.

Применяются также двухкамерные мельницы с ком­бинированной загрузкой, в которых первая камера за­гружается мелющими стержнями, а вторая — шарами. В такой мельнице шлам из первой камеры переливается в шаровую камеру через центральное отверстие в про­межуточной междукамерной перегородке (рис. 111-20).

По своим технико-экономическим показателям мельницы с комбинированной загрузкой значительно превосходят обычные мельницы таких же размеров, в которые загружают только шары. Основными досто­инствами таких помольных установок являются ^про­стота и компактность конструкции, пониженный удель­ный расход электроэнергии и более низкий удельный
расход стальиых мелющих тел. Производительность сырьевых мельниц с комбинированной загрузкой на 30— 40% выше производительности мельниц с шаровой загрузкой.

Производительность сырьевых мельниц мокрого помола, работающих в замкнутом цикле с классифици­рующими^ устройствами, на 25—30% выше произво­дительности мельниц (одинаковых размеров) открытого цикла.

Мокрый помол сырья в замкнутом цикле может осуществляться по различным схемам. Чаще всего в ка­честве классифицирующих устройств применяют пло­ские наклонные сита разных размеров с злектрическими вибрационными механизмами. Сетки вибросит изготав­ливают из высококачественной, износоустойчивой, не­ржавеющей стальной проволоки.

ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ

II \\

Г З

Применяют также дуговые грохоты (схема его ра­боты приведена на рис. Ш-21), имеющие ряд преиму­ществ перед плоскими виброситами, поскольку они не­подвижны. Эти сита имеют вогнутую рабочую поверх­ность просева. Сито изготовляют из стальных пластин

Рис. Ш-21. Схема работы дугового грохота I — исходный материал: 2 — Готовый продукт; 3 — воз­врат иа помол

Клинообразного сечения, благодаря чему размер сито­вых отверстий увеличивается в направлении прохода материала через грохот. Шлам поступает на сито по ка­сательной под напором 1,5—1,7 ат (150—170 кГІа) и движется с довольно большой скоростью, в резуль­тате чего достигается интенсивная его классификация.

Дуговые сита работают при нормальной влажности шлама — 32—39%. При переводе сырьевых мельниц открытого цикла на работу в замкнутом цикле произво­дительность мельниц увеличивается: с дуговыми ситами на 30—50%, с гидроциклонами на 80—100%.

Помол сырьевых^материалов при сухом способе производства осуществляется преимущественно IIO одно­
стадийной схеме в замкнутом цикле. Помольные уста­новки можно разделить на следующие основные типы: установки, в которых помол и сушка материалов осуществляются непосредственно в мельнице;

ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ

Установки, в которых материалы перед поступле-

ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ

Рис. II1-22. Схема помольной установки с сушкой сырьевых материалов в дробилке и сепа­раторе

1 — мельница: 2 — топка; 3 — Дробилка; 4 — центробежный сепаратор; 5 — элеватор; 6 — электрофильтр

Рис. II1-23. Схема помоль­ной установки с одновремен­ной сушкой сырьевых мате­риалов в мельнице 1 — мельница; 2 — топка: 3—элеватор; 4 — сепаратор; 5 — электрофильтр; 6

Бункер


Рис. Ш-24. Схема Дробильне сушильной установки

/ — подача материала в дро­билку; 2—подвод горячего газа; 3 — выход мелких фракций с запыленным воздухом; 4—вы­ход дробленой крупки

Ниєм в мельницу сушатся в сепараторах и дробилке (рис. ІІІ-22).

ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ

Экономичными агрегатами для одновременной суш­ки и помола сырьевых материалов являются двухка­
мерные мельницы, работающие в замкнутом цикле с центробежными сепараторами. Подача материала от мельницы в центробежные сепараторы осуществляется с помощью ковшовых элеваторов (рис. III-23). Удель­ный расход электроэнергии не превышает 12—15 кВт-ч/т

Рис. 111-25. Схема помоль­ной установки сырьевых ма­териалов с воздушным се­паратором

І — мельница; 2 — воздушио — проходной сепаратор; 3 — топка; 4 — бункер; 5 — цик­лоны; 6 — вентиляторы; 7 — электрофильтр

Молотого материала при тенкости помола, характеризу­емой 10% остатка на сите № 008 и 0,5% на сите № 02.

При влажности сырья более 5—6% в мельнице уст­раивают специальную сушильную камеру с ячейками или пересыпными полками или же влажный материал подвергают предварительной сушке в молотковых или ударно-отражательных дробилках, устанавлива­емых перед мельницами, с одновременной сушкой (рис. ІІІ-24). В дробилки подают горячие дымовые газы от вращающихся печей или специальных топок.

Чтобы обеспечить сушильно-помольные установки теплоносителем (горячим воздухом или дымовыми га­зами), устанавливают специальные топки. При невы­сокой влажности сырья (не более 3,5—4%) можно ис­пользовать газы, отходящие от вращающихся печей, или нагретый воздух из клинкерных холодильников.

Для одновременной сушки и помола сырья при­меняют также однокамерные шаровые мельницы, ра­ботающие в замкнутом цикле с воздушно-проходными сепараторами. Такие помольные установки просты, но расходуют много электроэнергии (рис. Ш-25).

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *