Грохочение и классификация

 

Разделение, или сортировка, материалов по крупности частиц на механических ситах называется грохочением, а разделение материалов при свободном падении в воде или воздухе – воздушной или гидравлической классификацией.Материалы крупностью частиц более 1–3 мм разделяются грохочением, а более мелкие – классификацией.

Основными показателями этих процессов являются: производительность, измеряемая массой исходного (поступившего на грохот) продукта, и эффективность, измеряемая коэффициентом полезного действия. Коэффициент полезного действия (кпд) ε грохота или классификатора определяется по формуле:

 

,

 

где Q и q – соответственно массы исходного и подрешетного продуктов;

а – содержание выделяемой фракции в исходном продукте, %.

 

Целью грохочения является полное выделение мелкой фракции подрешетного продукта из исходного материала. Однако полностью выделить мелкую фракцию из поступающего на грохот материала не удается, так как практически нельзя создать условия, обеспечивающие беспрепятственное прохождение зерен нижнего продукта через отверстия сита.

Важным фактором, влияющим на процесс грохочения, является также содержание в материале гигроскопической влаги и комкующих примесей, такие, как глина, мел и другие.

Принципиальные схемы механических грохотов приведены на рисунок 2.6.

1 – короб с ситами; 2 – пружины; 3 – неуравновешенные грузы;

4 – качающийся шкив

Рисунок 2.6 – Принципиальные схемы грохотов

 

Самым простым, надежным, но и наименее эффективным (к.п.д. 50–65%) является неподвижный колосниковый грохот (рисунок 2.6, а), представляющий собой решетку из колосников с зазором 15–30 мм, установленную под углом 35–40° к горизонтали.

Рама с ситом качающегося грохота (рисунок 2.6, б) приводится в движение эксцентриковым валом и колеблется в плоскости сита. Эффективность грохочения составляет 85–90%, а производительность наиболее крупных моделей (размер сита 2000х2700 мм) достигает 250 т/ч.

Более производительными и совершенными по конструкции являются вибрационные грохоты, в которых рама с ситом приводится в движение эксцентриковым валом-вибратором. В полувибрационном грохоте (рисунок 2.6 в) качание создается эксцентриковым валом, и возникающие центробежные силы уравновешиваются грузами.

В вибрационном грохоте (рисунок 2.6 г) вибрация сита происходит благодаря наличию только сил инерции, возникающих при вращении неуравновешенных грузов 3. В такой конструкции затруднена передача движения от неподвижного мотора к качающемуся шкиву 4.

В самоцентрирующемся грохоте (рисунок 2.6 д) устранен этот недостаток – сочетание эксцентрикового вала с инерционным механизмом позволяет подбором грузов, зафиксировать положение оси в пространстве. Самобалансный (рисунок 2.6 е)грохот, в котором движение короба строго прямолинейное, так как направленные в противоположные стороны силы инерции уравновешиваются, а действуют только силы, направленные по одной прямой.

В доменном цехе основным агрегатом для сортировки кокса перед загрузкой является роликовый (валковый) грохот, представляющий собой набор валков, на которые насажены диски, имеющие форму круга или храпового колеса.

Гидравлическая классификация основана на разной скорости осаждения в воде частиц материала крупности менее 5 мм.

В реальных процессах в жидкости находится не отдельная частица, а масса материала, поэтому осаждающееся зерно испытывает и сопротивление окружающих его других зерен. Скорость осаждения в таких условиях всегда меньше.

В устройствах для классификации разделение обычно совмещено с движением массы материала в потоке жидкости. Наиболее распространенным устройством для гидравлической классификации материала является спиральный классификатор (рисунок 2.7), представляющий собой желоб с расположенными в нем вращающимися спиралями.

 

1 – желоб; 2 – спираль.

Рисунок 2.7 – Схема спирального классификатора

 

Разделяемый материал подается в виде пульпы. Крупные частицы оседают на дно и спирально выносятся в верхний конец желоба, где отделяются пески (крупная фракция). Мелкие частицы уносятся водой из нижней части желоба (слив).

 

Контрольные вопросы для самопроверки

1. Дайте характеристику основных минералов железных руд.

2. Из каких компонентов состоят руды?

3. Что такое основность и какие руды являются самоплавкими?

4. Перечислите основные способы дробления и типы дробилок.

5. Перечислите основные способы измельчения и типы мельниц.

6. Опишите процесс грохочения.

7. Что такое классификация?