Главные показатели грохочения продуктов обогащения

Для количественной оценки полноты отделения мелкого материала от крупного при грохочении введено понятие эффективности (точности) грохочения.

Эффективностью грохочения (Е) называется выраженное в процентах или долях единицы отношение веса подрешетного продукта (а) к весу нижнего класса в исходном материале (б).

;

Однако для определения эффективности грохочения по данной формуле необходимо знать массу исходного материала (Q₁) и подрешетного продукта (Q₂), что достаточно трудновыполнимо при непрерывном процессе переработки на обогатительной фабрике. Поэтому отношение весов Q₂/Q₁=γ (выход подрешетного продукта) определяют по содержанию нижнего класса в исходном материале и надрешетном продукте.

Уравнение эффективности грохочения по нижнему классу выглядит так:

E = [(β₁ - β₃) / (100 - β₃) ·β₁] · 10⁴ , %.

где β₁ – содержание нижнего класса в исходном материале, %;

β₃ – содержание нижнего класса в надрешетном продукте, %

11 Влияние различных факторов на процесс грохочения

Форма отверстий просеивающей поверхности

В практике грохочения применяют просеивающие поверхности с круглыми, квадратными и прямоугольными или щелевидными отверстиями. Выбор формы отверстия зависит от требований, предъявляемых к крупности продуктов грохочения и производи­тельности грохота.

Круглые отверстия по сравнению с другими формами того же номинального размера дают подрешетный продукт более мелкий. Практически считают, что максимальный размер зерен, проходя­щих через круглое отверстие, составляет в среднем около 80—85% от размера зерен, проходящих через квадратное отверстие того же размера.

По сравнению с круглыми и квадратными отверстиями прямоугольные отверстия такого же размера допускают про­хождение зерен более крупных. В практике принимают, что для получения материала такой же крупности, как и при круглых отверстиях, ширина прямоугольных отверстий должна составлять 65—70% диаметра круглого отверстия. Сита и решета с прямо­угольными отверстиями по сравнению с рабочими поверхностями, имеющими квадратные и круглые отверстия, имеют существенные преимущества — у них больше коэффициент живого сечения, их масса и стоимость меньше, они имеют большую производитель­ность, менее подвержены забиванию при влажном исходном материале. Возможность применения сит с прямоугольными от­верстиями ограничивается тем, что на них нельзя получить точ­ные по размеру зерен классы (сорта) материала.

Наклон просеивающей поверхности

Влияние наклона рабочей поверхности на условия прохожде­ния зерен через отверстия можно показать на следующем упрощен­ном примере.

Пусть зерно шарообразной формы диаметром d падает отвесно на решето толщиной h с отверстиями размером l, установленное под углом а к горизонту (рис. 27).

Диаметр свободно проходящего через отверстия зерна

Следовательно, при данных ус­ловиях диаметр максимальных зерен подрешетного продукта составит при­близительно треть величины отвер­стий решета.

Практически считают, что на на­клонном сите вибрационного гро­хота получают нижний продукт той же крупности, что на го­ризонтальном, если размер отверстий наклонного сита больше размера отверстий горизонтального в 1,15 раза при наклоне 20° и в 1,25 раза при наклоне 25°.

Скорость движения зерен по просеивающей поверхности

Скорость движения материала по ситу грохота определяет его производительность как транспортирующего аппарата. При­веденный пример показывает, что высокие скорости должны не­благоприятно отразиться на эффективности процесса грохочения. Вследствие сложности явлений, происходящих на сите грохота, оптимальная скорость движения материала по ситу устанавлива­ется опытным путем при регулировке грохота. Во многих случаях скорость движения материала регулируется изменением угла наклона короба грохота.

Амплитуда и частота колебаний короба вибрационных грохотов

Амплитуда (радиус круговых колебаний) и частота колебаний влияют на производительность и эффективность грохочения. При увеличении амплитуды и частоты колебаний увеличивается число контактов зерен с просеивающей поверхностью и улучша­ются условия самоочистки сита от зерен, застревающих в отвер­стиях, в результате чего увеличиваются производительность и эффективность грохочения. Однако увеличение амплитуды и ча­стоты колебаний ограничено механической прочностью грохота. При круговых колебаниях короба динамические нагрузки на гро­хот определяются ускорениями движущихся масс, т. е. они за­висят от произведения квадрата частоты и амплитуды. По условиям прочности в настоящее время допускаются для вибрационных грохотов ускорения ¹ до 60 м/с². При грохочении крупного материала назначают большие амплитуды и меньшие частоты, а при грохочении мелкого материала - меньшие амплитуды и большие частоты.

Для наклонных виброгрохотов с круговыми или близкими к ним колебаниями рекомендуется следующая эмпирическая формула для определения оптимальных параметров колебаний короба:

где п - частота колебаний, об/мин; l - размер отверстия сита, м; r - радиус колебаний, м.

Для горизонтальных виброгрохотов с прямолинейными коле­баниями

'

а = 0,004 + 0,14 l, где а -- полуразмах качания, м.

Для наклонных грохотов r выбирают в пределах 0,0025-0,008 м, а расчетный размер отверстия l = 0,07 м. Для горизон­тальных грохотов расчетный размер отверстия l = 0,04 м.

Влажность материала

Для грохочения имеет значение содержание внешней влаги, покрывающей пленкой поверхность зерен материала. Вода, на­ходящаяся в порах и трещинах зерен, а также химически связанная, на процесс грохочения влияния не оказывает. Например, грохочение некоторых каменных углей практически невозможно при их влажности более 6%, так как влага в основном представ­лена поверхностными пленками, в то же время сильно пористые бурые угли просеиваются даже при влажности до 45%.

Особенно сильно влияет влажность материала при грохочении его на ситах с мелкими отверстиями. Мелкие классы имеют наиболь­шую внешнюю влажность вследствие их большой удельной по­верхности. Внешняя влага в материале вызывает слипание мел­ких частиц между собой, налипание их на крупные куски и за­мазывание отверстий сит вязким материалом. Кроме того, вода смачивает проволоки сита и может под действием сил поверхност­ного натяжения образовывать пленки, затягивающие отверстия. Все это препятствует расслоению материала по крупности на сите и затрудняет прохождение мелких зерен через отверстия, в резуль­тате чего они остаются в надрешетном продукте.

При некотором предельном содержании влаги, зависящем от свойств материала и размера отверстий сита, эффективность грохочения резко падает. С увеличением влажности материала сверх этого предела подвижность зерен возрастает и постепенно наступают условия для мокрого грохочения, т. е. грохочения материала с водой.

Конкретно о влиянии влажности на грохочение данного ма­териала можно судить только на основании экспериментальных работ. Зависимости эффективности грохочения от влажности ма­териала приведены на рис. 25. Различие в поведении двух матери­алов объясняется их разной влагоемкостью.

Опытами показано, что иногда при добавке поверхностно- активных веществ к влажному материалу, его подвижность и сы­пучесть возрастают, что улучшает условия грохочения. Приме­нение сит из несмачиваемых водой материалов также в некоторых случаях улучшает работу грохота.

Если в материале есть комкующие примеси, например глина, то грохочение, даже при малой его влажности, затрудняется.

Глинистые материалы образуют при грохочении комки, унося­щие мелочь в надрешетный продукт. Кроме того, глина быстро залепляет отверстия сита.

Грохочение глинистых и вязких материалов возможно лишь в некоторых случаях при крупных отверстиях сита. При вязких рудах приходится принимать специальные меры: производить грохочение мокрым способом, орошая материал водой во время движения его по ситу, или перед грохочением специально отмы­вать глину, а иногда и подсушивать материал. В последнее время при грохочении влажных вязких руд успешно применяют подо­грев сит.

Производительность грохотов при мокром грохочении, по сравнению с сухим грохочением, возрастает и зависит от размеров отверстий сита и свойств материала. Расход воды зависит от ко­личества и свойств глинистых примесей, мелочи и пыли, подле­жащих удалению в подрешетный продукт; он колеблется от 1,5 до 3 м³ на 1 м³ исходного материала. Расход воды при подаче брыз­галами зависит от физических свойств грохотимого материала и назначения операции.

Мокрое грохочение, если оно допустимо по условиям технологического процесса, предпочтительнее сухого также по условиям борь­бы с запыленностью производственных помещений. Сухое гро­хочение сопровождается выделением рудной пыли в атмосферу цеха. Во многих случаях, особенно при грохочении кремнистых руд, прибегают к специальному увлажнению руды (до 4-6% влаги) с целью снижения пылевыделения и улучшения санитар­ного состояния помещений.

12 Как зависит эффективность грохочения от влажности продукта питания грохота

Всю влагу в процессе грохочения принято делить на:

- внешнюю (гравитационную) влагу, покрывающую пленкой поверхность зерен материала;

- внутреннюю (капиллярную), находящуюся в порах и трещинах;

- химически связанную.

Вода, находящаяся в порах и трещинах зерен, а также химически связанная, на процесс грохочения влияния не оказывает. Например, грохочение некоторых каменных углей практически невозможно при влажности их 6%, так как влага, в основном представлена поверхностными пленками, в то же время сильно пористые бурые угли просеиваются даже при влажности до 45%.

Заметное влияние на эффективность грохочения оказывает внешняя влага, особенно при грохочении на ситах с мелкими отверстиями. Внешняя влага вызывает слипание мелких частиц зерен между собой, налипание их на крупные куски и замазывание отверстий сит вязким материалом. Кроме того, вода смачивает проволоки сита и может, под действием сил поверхностного натяжения, образовывать пленки, затягивающие отверстия. Все это препятствует расслоению материала по крупности на сетке и затрудняет прохождение мелких зерен через отверстия, в результате чего они остаются в надрешетном продукте.

Рисунок … - Зависимость эффективности грохочения от влажности

На рисунке … показана для примера зависимость влаги W. Начальный участок кривой, примерно до W ≈8%, представляет собой слабонаклонную прямую. Точка W_кр ≈8% является критической, так как после нее наблюдается резкое падение кривой из-за замазывания отверстий сит. В пределах от W ≈12% до W ≈40% грохочение практически полностью прекращается - почти весь материал остается на сите. Однако при дальнейшем повышении влажности (грохочение с добавкой воды) наступает переход к процессу мокрого грохочения, и эффективность снова повышается. Иначе можно сказать, чем выше влажность исходного материала, тем ниже эффективность грохочения. Однако эффективность мокрого грохочения выше сухого.