Разделка и обработка проб

Разделка проб заключается в постепенном сокращении исходной пробы до необходимой массы и крупности конечной пробы. При сокращении пробы соблюдается зависимость между массой сокращенной пробы q и диаметром наибольших частиц d в пробе:

Обработка проб включает ряд последовательных операций: дробление, перемешивание и сокращение (для пульп — дополнительно обезвоживание и сушку).

Выбор схемы сокращения пробы определяется вещественным составом материала, его крупностью, исходной массой и назначением пробы.

На рис. 176 показана принципиальная схема разделки технологической пробы. По аналогичной схеме готовится проба для химического анализа, но вводится операция измельчения (истирания) до крупности, необходимой для анализа (0,15—0,074 мм). Практически масса проб для химического анализа составляет от 5 до 100 г, для рационального анализа — 100 — 200 г.

Дробление и измельчение проб. Пробы с максимальными кусками крупностью более 25 мм дробятся в щековых дробилках лабораторного или полупромышленного размеров, с максимальными кусками 10—3 мм измельчаются в валковых дробилках. Измельчение до 0,1 мм производится в истирателях, мельницах и ступках.

Материал крупностью —3 мм истирается в дисковом истирателе (рис. 177) между наподвижным 1 и вращающимся 2 стальными дисками при перемещении материала под действием центробежной силы от центра к периферии. Вращающийся диск закреплен на фланце втулки 3, насаженной на конец горизонтального вала 4. Неподвижный диск укреплен на откидной крышке 5 кожуха, который, в свою очередь, укреплен на станине 6. Проба засыпается в воронку, проходит через центральное отверстие неподвижного диска, попадает в радиальные пазы диска. Измельченный материал разгружается по периферии дисков во внутреннее пространство корпуса, ссыпаясь самотеком в приемник 7, который подвешивается снизу кожуха на пружинах 8. Щель между рабочими поверхностями дисков регулируется перемещением вала 4 в горизонтальном направлении винтом 9, упирающимся в колпак 10 заднего подшипника 11. Предохранительная пружина 12 автоматически увеличивает щель между рабочими поверхностями дисков при попадании в истиратель крупных твердых зерен материала, кусков железа и т. д. Загружаемый в истиратель материал должен быть сухим и не липким. Производительность истирателя при измельчении до 0,15 мм составляет до 20 кг/ч.

Проба крупностью 1—3 мм измельчается в мельницах с порционной загрузкой и разгрузкой как с водой, так и в сухом виде. Простейшее устройство для измельчения проб в мельницах состоит из рольганга с двумя или тремя роликами и мельницы, заполненной шарами (на 40—45% объема). Отношение массы пробы к массе шаров составляет обычно 1:6. Для порционного измельчения проб удобны мельницы с поворотной осью.

Перемешивание проб. Наиболее распространенным способом ручного перемешивания проб является способ кольца и конуса. Его применяют для перемешивания проб массой до нескольких тонн крупностью до 50 мм. По этому способу коническую кучу материала разворачивают лопатой или доской в кольцо диаметром, вдвое большим, чем диаметр основания конической кучи материала. Затем, продвигаясь по кругу с противоположных сторон кольца, материал вновь сбрасывается лопатами в конусообразную кучу, образуемую в центре кольца. При этом материал сбрасывается точно на вершину конуса. Перемешивание повторяют до 3 раз.

Для перемешивания тонкоизмельченного материала применяется способ перекатывания. Проба перемешивается несколько раз при энергичном перекатывании ее на клеенке. Для этого берут два противоположных угла клеенки и перекатывают материал с угла па угол, затем берут два других угла клеенки и повторяют операцию.

По способу просеивания пробу просеивают несколько раз через сито с отверстиями размером в 2—3 раза больше размера крупных кусков пробы.

Пробу можно перемешивать на рифленых делителях. При этом поделенный на рифленом делителе материал объединяют и снова пропускают через делитель. Операцию повторяют несколько раз.

При механическом перемешивании материала можно использовать мельницу с двумя-тремя фарфоровыми или стальными шарами.

Сокращение проб. Для сокращения сухих проб сыпучих материалов применяют способ квартования, сокращение на рифленых делителях (рис. 178) и способ квадратования (вычерпывания). Последний применяется для окончательпых стадий сокращения тонкоизмельченного материала. Для этого хорошо перемешанную пробу разравнивают на клеенке в виде тонкого слоя одинаковой толщины и делят на равные квадраты. Из каждого квадрата отбирают шпателем небольшие порции на всю толщину материала, которые затем объединяют.

Для сокращения жидких проб (пульпы) применяют сократительные воронки, желобчатые сократители, а также механические сократители.

В сократительных воронках для деления впаяны в дно воровки две, три или четыре трубки одинакового диаметра и длины и с одинаковым углом наклона. Сокращаемая проба взбалтывается и быстро выливается в воронку.

Более точно пробу пульпы можно разделить на желобчатом сократителе (рис. 179), у которого одна половина желобков направлена к периферии внешнего цилиндра, а другая — во внутренний цилиндр.

При использовании механического сократители (рис. 180) пульпу заливают в закрытый смеситель 1 через боковую воронку 2. На стенках смесителя укреплены успокоители 3, а внутри его вращается с частотой 360 об/мин вал 4 с мешалкой 5. После перемешивания материала открывают нижнее отверстие 6 и проба с помощью вращающейся с частотой 90 об/мин трубы 7, имеющей коленчатую насадку 8, распределяется по восьми секторам делителя 9. Из каждого сектора через патрубки 10 соответствующая часть пробы отводится на дальнейшие операции. Coкратитель смонтирован на раме 11. Вращение мешалки и трубы осуществляется от электродвигателя 12 мощностью 0,25 кВт (1400 об/мин).