Канд. техн. наук Б. Н. Богомолов
Обогащение — совокупность процессов первичной обработки сырья, имеющая целью отделить полезное сырье от различного рода примессй и включений, а также улучшить его гранулометрический или фракционный состав.
В цементной промышленности на стадиях добычи и переработки сырья используют следующие способы обогащения: при добыче сырья — сортировку по составу материала и его крупности; при подготовке сырьевой смеси измельчаемого материала с целью улучшения его зернового состава — воздушную классификацию и гидроклассификацию.
Первичное обогащение материала по его составу осуществляют в карьерах при добыче сырья, когда из взорванной породы (известняк, сланцы, руды и т. п.) или разрабатываемого пласта (мел, глина и т. п.) экскаваторами отделяют нежелательные примеси и включения. В первом случае — это обычно закарстованные породы, охристые включения, кварциты; во втором — кремнистая галька или другие твердые образования, которые дополнительно отделяют на приемных решетках бглтушек, дробилок, роторных или других мельниц. Первичное обогащение по крупности также проводят в карьерах путем сортировки взорванной породы «по габариту» экскаваторами, а при необходимости в карьерах организуют первичную и вторичную стадии дробления, а обогащение производят С помощью грохотов различных конструкций.
Воздушная сепарация на стадии помола сырья применяется при сухом способе производства и при измельчении твердого технологического топлива—в трубных или шаровых мельницах как при помоле предварительно высушенного материала, так и в процессах одновременной сушки и измельчения.
Гидроклассификация применяется при мокром способе производства для обработки сырьевого шлама.
Наибольшее распространение имеют два типа гидроклассификаторов: дуговые сита и гидроциклоны.
К другим типам гидроклассификаторов относятся: центриклоны, отличающиеся от гидроциклонов наличием вращающегося ротора; реечные классификаторы, рабочим органом которых является желоб с рейками- колосниками; его разновидность — реечно-чашечный классификатор; различные системы виброклассификаторов и т. п. Однако широкого практического применения эти конструкции не получили.
К гомогенизации сырья и сырьевой смеси приступают еще на стадии первичной подготовки сырья на специальных усреднительных складах.
Общая конструкция склада практически не отличается от обычных складов сырья (см. «Склады кусковых материалов»). Отличие состоит лишь в том, что механизм, загружающий склад (мостовой, грейферный кран, бульдозер, мостовой перегружатель и т. п.), должен работать в челночном режиме, чтобы обеспечить послойную укладку штабеля, а механизм разгрузки, отбирающий материал (роторный экскаватор, скребковые разгрузчики н транспортеры, бульдозеры и и т. п.), — в разрез слоям.
Для усреднения сырья применяют и открытые склады, оборудованные загрузочными машинами — штабелеукладчиками, снабженными боковыми подъемными, реверсивными конвейерами. Штабелеукладчик насыпает вдоль ленточного транспортера два параллельных треугольных штабеля высотой 6 м. В процессе эксплуатации один штабель загружается, второй разгружается.
Особые требования предъявляются к гомогенизации сырьевой муки или шлама. Этой цели служат специальные емкости — силосы для смешивания и хранения сырьевой муки — и шламбассейны вертикальные корректировочные и горизонтальные для хранения шлама.
Силосы сырьевой муки—цилиндрические железобетонные или металлические емкости с пневматической, обычно донной, системой перемешивания. Силосы бывают двух типов: корректировочные (D —- 5 — 6 м; Н до 12 м), где доводят химический состав сырьевой муки, поступающей из мельииц, до заданного, и запасные (D до 12 м, Н до 28 м) — для хранения готовой муки.
Вертикальные шламбассейны предназначены преимущественно для корректирования сырьевой смеси. Вместимость бассейна до 1200 л3. Система гомогенизации — пневматическая. Сжатый воздух обычно подается через центральную трубу диаметром 100— 150 мм, опущенную в бассейн до 1—1,5 м над выходным отверстием. Расход сжатого воздуха 0,4 м3/мин на 1 м2 сечения бассейна, или 0,025 м3/мин на 1 м3 емкости бассейна в момент перемешивания. Давление воздуха 1,5—2 ат (0,15—0,2 МПа).
Количество бассейнов на заводе — от двух до 12, в последнем случае часть бассейнов используется в качестве резервных для хранения готового шлама.
Горизонтальные шламбассейны — железобетонные сооружения, имеющие в плане форму круга, с центральной опорой в середине при относительно небольшой высоте. Емкость резервуара 2500, 5500, 8000 и 20 000 м3.
Система гомогенизации комбинированная: механическая и пневматическая с использованием односторонних или двусторонних крановых мешалок. Удельный расход сжатого воздуха 0,003— 0,0045 м^/мин на 1 м3 шлама.