Трошачно-пресевни инсталации за мини

МашиниСтатииСп. Инженеринг ревю - брой 8, 2011

Част III - пресевни уредби и класификация на фракциите

   Технологията за механично разделяне на смесите зърнести материали с различна едрина, позната като пресяване, намира широко приложение в минно-обогатителната промишленост и при обработката на инертни материали за строителството. В зависимост от предназначението си, пресевните операции биват подготвителни, спомагателни, самостоятелни или обезводняващи. При подготвителните процеси суровината предварително се разделя на класове, които впоследствие преминават през различни методи на обогатяване. Спомагателното пресяване бива предварително и контролно, и има за цел да отдели класа с готова едрина от общия продукт, за да не преминава излишно през процеса на натрошаване. Самостоятелното пресяване се използва при суровини, които не се обогатяват, а след зърнометрична подготовка получените класове директно се отправят към потребителя. Последният вид пресяване се прилага при обезводняване на едро- и ситнозърнести продукти, получени от мокри методи на обогатяване.

Машините, с които се извършва пресяването на материалите, се наричат пресевни уредби. Състоят се от 3 основни елемента: пресевна повърхност, рама на която се монтира ситото и задвижващ механизъм. Ситата се изработват от различни материали, като изискването към тях е да не влизат в химическо взаимодействие с отсявания материал и да имат достатъчна механична устойчивост. Сред най-често използваните са ситата от метални листове, в които са щанцовани отвори с различни размери и форма; сита от сплетени нишки от специална стомана, цветни метали; сита, съставени от пръти и ролкови сита, представляващи система от валове с взаимно зацепващи се дискове, които пропускат ситния материал, а придвижват напред едрите късове. Освен стандартните видове, се предлагат и опъваеми сита, изработени от гума или високо абразивоустойчив полиуретан, които намират приложение в процесите на средно и фино пресяване.

Разположението на отворите на ситата и техния брой оказват основно влияние върху ефективността на пресяването. От значение е и разполагането и движението на ситата. Те могат да бъдат поставени последователно, успоредно или комбинирано. Последователното поставяне дава по-големи удобства при работа, но целият материал пада върху най-ситното и слабо място. При успоредното поставяне целият материал попада върху най-едрото и същевременно най-здраво сито, но отделните сита са по-труднодостъпни. С комбинираното (модулното) поставяне на ситата до известна степен се отстраняват тези недостатъци.

Схеми на пресяване
Пресяването се реализира по няколко начина. Когато последователността на пресяване е от едрия към ситния материал, ситовите повърхности се монтират една под друга - от най-големия към най-малкия отвор. Този метод постига добра ефективност на пресяване и води до по-бавно износване на ситовите повърхности, но при него е необходима голяма височина на пресевната уредба. Ефективността на пресяване на суровината, наричана още коефициент на полезно действие на пресевната уредба, се изчислява като съотношението на масата на подситовия продукт към масата на материала със същата едрина, съдържащ се в захранването на операцията. Ефективността на пресяване в промишлени условия със съвременните пресевни уредби обикновено е в границите от 65 до 90%. При някои от моделите може да бъде и по-висока - 98%.

При монтаж на ситовите повърхности от най-малкия към най-големия отвор, се извършва пресяване от ситния към едрия материал, характеризиращо се с по-ниска ефективност на пресяването и по-бързо износване на ситата, но и с по-малка височина на ситовата уредба. Комбинираното пресяване избягва някои недостатъци на описаните два метода, но е по-сложно за изпълнение и поради тази причина се прилага рядко.

Пресяването може да бъде мокро и сухо. В зависимост от отворите на ситото, операциите на пресяване се делят на: едро пресяване (при едрина на захранването от 1200 до 0 mm и отвори на пресевната повърхност от 300 до 100 mm); средно пресяване (при едрина на захранването 350 - 0 mm и отвори на пресевната повърхност от 60 до 26 mm); ситно пресяване (при едрина на захранването 75 - 0 mm и отвори на пресевната повърхност от 26 до 6 mm); фино пресяване (при едрина на захранването 10 - 0 mm и отвори на пресевната повърхност от 5 до 0,5 mm);
много фино пресяване (сортиране на частици при размер на отворите на ситото 0,05 - 0,03 mm).

Подвижни пресевни уредби
Пресевните инсталации с движение на отделни елементи на пресевната повърхност са познати като подвижни пресевни уредби. Част от тях са ролковите пресевни уредби, пресевната повърхност на които представлява успоредно разположени валци, върху които са монтирани кръгли или фасонни дискове на обща рама. Валците се задвижват от двигател чрез главно и междинно верижно предаване. Първият вал се върти с най-малка скорост, а последният вал в края на разтоварването на надситовия продукт - с най-голяма. Така периферната скорост на ролките е в границите 0,8 - 1,5 m/s. Ролковите пресевни уредби се използват основно за пресяване на въглища, въглищни шисти и антрацити и по-рядко за други неметални суровини.

Люлеещите се пресевни уредби биват наклонени и хоризонтални. Хоризонталните извършват диференциално движение, т. е. скоростта на движение напред е по-малка и по-голяма при движението назад, при което частиците на материала подскачат и се придвижват. Наклонените уредби биват с наклонено и вертикално горно окачване, а хоризонталните - с наклонено горно и долно окачване. Като недостатък на плосколюлеещите се пресевни уредби, специалистите посочват възникването на значителни вибрации, които се предават на фундамента и конструкцията на сградата.
Като вид съществуват и пресевни уредби с възвратно-постъпателно движение на пресевната повърхност. В съвременните обогатителни фабрики тези инсталации се изместват от вибрационни пресевни уредби. При тях пресевната уредба извършва праволинейни надлъжни движения, създавани от коляно-мотовилков механизъм. Трептенията имат симетрична скоростна диаграма и постоянна амплитуда, независеща от скоростния режим на работа на механизма и количеството на пресетия материал.
Приложение намират и въртящите се (барабанни) пресевни машини. Принципът им на действие се основава на въртеливото движение на барабан, изработен от отделни сита. Формата на барабана може да бъде цилиндрична или многостенна. За преминаване и сортиране на материали с различни фракции се използват специални въртящи се пресевни машини с цилиндрични сита.

Вибрационни пресевни уредби
В зависимост от вида на прилаганите вибрации, вибрационните уредби биват 3 вида - с кръгови, праволинейни и комбинирани вибрации. В зависимост от наклона на пресевната повърхност - с голям (15 - 30°), с малък (5 - 6°) наклон и хоризонтални. Наклонените уредби са почти винаги единични, а хоризонталните могат да бъдат и сдвоени чрез етажно разполагане на пресевните уредби. Най-голямо приложение намират ексцентриковите, инерционните, самобалансните и резонансни вибрационни уредби. При ексцентриковите пресевни уредби пресевната повърхност получава кръгови възвратно-постъпателни движения в резултат от въртенето на колянов вал. Централната част на коляновия вал определя ексцентрицитета, както и кръговите трептения на уредбата. Когато центърът на тежестта на корпуса съвпада с центъра на ексцентрика, уредбата извършва кръгови движения. В двата края на сандъка трептенията са елипсовидни, тъй като има неравномерно натоварване на материала. Динамичното уравновесяване на вибрационната система се постига с дебалансни тежести, закрепени на дискове. Ексцентриковите пресевни уредби биват среден и тежък тип.

Широко приложение в обогатителните фабрики намират и инерционните пресевни уредби. При тях вибрациите се създават под действието на инерционна сила, възникваща от въртяща се инерционна маса, като амплитудата на трептенията не е постоянна. Тези уредби имат едновалов вибрационен механизъм с кръгови или елипсовидни трептения. Задвижващата шайба предава движението на вала, при което дисковете с неуравновесените тежести развиват центробежни инерционни сили, придаващи вибрации на цялата система.

Самобалансните пресевни уредби се характеризират с праволинейни трептения, предавани от вибратора към плоскостта на пресевната повърхност под ъгъл 35 - 55°, поради което не е необходимо монтажът на ситото да е под наклон. Самобалансният вибратор се състои от затворен корпус, в който се въртят в различни посоки 2 вала с напълно уравновесени дебаланси. Този тип системи се отличават с висока ефективност и намират приложение при отмиването на суспензии, дешламация и обезводняване на едри и ситни въглища, пресяване на инертни материали и на горещ агломерат.

Резонансните пресевни уредби представляват трептяща система, състояща се от две части -корпус със сито и масивна рама, свързана с гъвкави елементи. Те биват само лек тип и се използват за обезводняване на едри и ситни въглища и някои леки руди. Имат висока ефективност и производителност и малък разход на енергия. Принципът на действие на тези уредби се основава на явлението резонанс. За да не се разруши системата под действието на резонанса, честотите на създаваните принудителни трептения трябва да са по-големи от честотите на собствените трептения на системата.

Електровибрационните пресевни уредби имат ограничено приложение. При тях вибрациите се създават от електровибратор и се предават на корпуса на уредбата. Трептенията са строго праволинейни, успоредни на опорната повърхност на рамата, върху която е монтирана пресевната уредба.

Разделяне на смесите с класификатори
Освен механичното пресяване, приложение в практиката намира и хидравличната или пневматична класификация на фракциите. Представлява процес на разделяне на смес от минерални частици с различни размери на класовете, чийто частици имат еднаква скорост на падане във водна или въздушна среда. Всеки клас се състои от частици с различна едрина, но с еднаква скорост на падане в дадена среда. Процесът се базира на свойството равнопадаемост на частиците, за да раздели даден материал на класове по едрина. Използват се различията в траекторията на движение на различните минерални частици под действието на силите на тежестта, силите на съпротивление на средата в която падат, условията на тяхното падане и инерционните сили. В зависимост от средата, в която се провежда, класификацията бива хидравлична или пневматична. Най-често процесът се извършва във вертикални или хоризонтални въздушни потоци. Използва се за разделяне на минерали с едрина от 5-10 mm до 10-20 микрона. Класификацията е подготвителен процес, но при голяма разлика в плътностите на разделяните частици протича и частично гравитационно обогатяване. Както и процеса на механично пресяване, класификацията може да се извършва като самостоятелна операция (заедно с класификацията се извършва и обогатяване); подготвителна операция (за подготовка на суровината); спомагателна операция (най-често в цикъла на смилане за разделяне на смления готов продукт, постъпващ на обогатяване от недосмления продукт, който се връща за досмилане).

Пневматични класификатори
Пневматичната класификация се използва широко в циклите на сухо смилане на неметални полезни изкопаеми, за приготвяне на праховидни горива и за обезпрашаване. Пневматичният класификатор разделя даден материал на два продукта - едър и ситен, като големината на готовия продукт варира от 1,5 до 0,05 mm. Най-голямо приложение в областта намират центробежните пневматични класификатори, тъй като се характеризират с висока точност на разделяне и висока производителност. Конструкцията им се състои от вътрешен и външен конус. В процеса на работа материалът постъпва през улей върху разпределителен диск, въртящ се с обороти от 140 до 340 min-1. От центробежните сили той се изхвърля като ветрило в зоната на класификация и там частиците срещат възходящия въздушен поток, създаван от вентилатор и преминават през лопатки. Въздушният поток издухва ситните частици по-далеч, в следствие на което те попадат във външния конус и се разтоварват през отвор, а едрите - във вътрешния конус и се разтоварват от друг отвор. За регулиране работата на апарата откъм засмукващата страна на вентилатора е монтиран управляем клапан.

Хидравлични класификатори
В зависимост от конструктивните особености и принципа на действие, хидравличните класификатори биват камерни, конусни, механични, центробежни (хидроциклони).
Предлагат се едно- и многокамерни класификатори. Еднокамерните биват струйни, със сифонно или самотечно разтоварване на пясъчната фракция и др. Многокамерни се използват за разделяне на волфрамови, калаени и други руди на класове, преди гравитационното им обогатяване. Едрината на захранващата суровина е до 2,5 mm.
В зависимост от предназначението си се различават 2 вида конусни класификатори - пясъчни и шламови. Пясъчните представляват конус, монтиран с основата нагоре, в който материалът постъпва в камера през захранваща тръба. Пясъците се разтоварват автоматично чрез сферична клапа. При натрупване на пясъци поплавъкът се изтласква и чрез лостова система се отваря клапата. Когато се намали плътността в камерата, поплавъкът потъва и клапата се затваря отново. Шламовият конусен класификатор се различава от пясъчния по конструкцията на поплавъка и диафрагмата.

Към механичните класификатори се отнасят спиралните, гребловите и чашковите класификатори. Разделянето на ситните от едрите частици се осъществява във вана, като пясъците се изнасят от ваната с помощта на гребла, спирала, греблов транспортьор или друг механизъм. Гребловите и чашковите класификатори, поради редица недостатъци като сложна и тежка конструкция, получаване на неравномерен по едрина прелив и други, не се използват в практиката. Спиралните класификатори имат най-широко приложение от всички видове механични класификатори. Представляват наклонено до 18° корито, в което се върти спирала.

Популярен метод е и разделянето на фракциите в хидроциклони. При тях класификацията се извършва в центробежно поле при ускорение много по-голямо от земното. Като съвременна и по-ефективна алтернатива на хидроциклоните, специалистите препоръчват ситата за мокро пресяване, предназначени за класиране на фини фракции.




ЕКСКЛУЗИВНО

Top