Ситовая классификация (грохочение) в урановой технологии

29.05.2018
Классификация и применение грохотов. Ситовую классификацию применяют для разделения твердого измельченного материала на фракции с различными размерами зерен. Этот процесс обычно ведут с помощью сит или аппаратов, называемых грохотами, а поэтому часто его называют грохочением.

Основной частью грохотов являются сита определенной формы, изготовленные из металлических сеток или листов с перфорированными отверстиями.

При ситовой классификации крупные куски материала остаются на сите, а мелкие, величина которых меньше размеров отверстий сита, проходят через него.

Ситовая классификация обычно тесно связана с процессами измельчения твердого материала, так как позволяет сократить количество материала, идущего на дробилку, и контролирует крупность измельченного продукта. При этом различают предварительное и контрольное грохочение.

Задача операций предварительного грохочения заключается в выделении из руды, поступающей на дробление, таких кусков, размер которых меньше ширины разгрузочного отверстия дробилки. Это позволяет увеличить пропускную способность дробилки.

В ряде случаев предварительное грохочение используется для облегчения работы дробилки. Например, этот процесс выгодно применять перед измельчением материала в конусных дробилках среднего дробления, подверженных забиванию мелочью. Чем больше в питании дробилки мелочи, тем выгоднее становится предварительное грохочение.

Задача операций контрольного грохочения состоит в выделении из идущего на дробление материала крупных кусков, на которые не рассчитана выбранная дробилка, и в возврате недодробленного материала обратно на дробление. Это позволяет улучшить использование дробилки и регулирует крупность измельченного материала.

В некоторых случаях операции предварительного и контрольного грохочения совмещаются. При этом на грохот, установленный перед дробилкой, поступает исходный материал и одновременно возвращается дробленый материал. Куски руды, оставшиеся на сите, вновь возвращаются в дробилку, а мелочь, прошедшая через отверстия сита, направляется на дальнейшие операции.

Материал с размером зерен меньше отверстий грохота называют мелким классом, а материал, состоящий из кусков, величина которых больше, называют крупным классом. Мелкий класс представляет собой готовый продукт дробилки.

Качество грохочения оценивают по коэффициенту полезного действия грохота, величина которого характеризуется отношением

K = 10000 G1/Ga,


где К — коэффициент полезного действия грохота, %; G1 — количество готового материала, равное весу материала, прошедшего через отверстия сита, кг; G — общий вес материала, поступающего на грохот, кг; а — содержание мелкого класса в исходном материале, %.

Величина К обычно составляет 60—90%. Это объясняется тем, что из-за несовершенства конструкций грохотов часть мелкого класса не проходит через отверстия сита и удаляется с грохота вместе с его верхним продуктом.

Содержание зерен заданной крупности в материале определяют по данным ситового анализа.

Размеры сит устанавливают обычно на основе известных закономерностей. Каждая система или шкала сит характеризуется модулем, определяющим постоянство отношений отверстий каждого сита к следующему.

В ситовом анализе применяют набор так называемых нормальных сит, т. е. сит со стандартными размерами отверстий и их плотностью. Некоторые системы сит основаны на стандартизации размеров сторон отверстий и диаметра проволоки.

В отечественной практике используются сита с квадратными отверстиями, отличающиеся номерами, соответствующими номинальному размеру стороны отверстия в свету и определенному количеству отверстий на 1 см2 (табл. 3.1).

Большое распространение имеет также система сит Тейлора, в основу которой взято сито, имеющее 200 отверстий на один дюйм длины проволоки и изготовленное из проволоки диаметром 0,053 мм. Размеры сторон отверстий в свету последовательного ряда таких сит составляют геометрическую прогрессию со знаменателем, равным V2, т. е. площадь отверстий сит меняется как 2:1. Кроме основного ряда сит, применяют еще и промежуточные с отношением размеров соседних сит 2:1. При этом сита номеруют по числу отверстий. Сита с отверстиями меньше 1 мм характеризуются числом меш или числом отверстий на один линейный дюйм. Для сит с большими отверстиями указываются размеры отверстия в дюймах (табл. 3.2).

При ситовом анализе пробу измельченного твердого материала просеивают через набор нормализированных сит, а затем взвешивают каждую полученную на ситах фракцию. Результаты анализа выражают графически. При этом на оси ординат откладывают процент каждой фракции, а на оси абсцисс — номер сита, на котором она получена.

Производительность грохотов зависит от ряда факторов, важнейшие из которых следующие: гранулометрический состав измельчаемого материала, его влажность и содержание комкующихся примесей, площадь живого сечения грохота, размер и форма отверстий сит, конструкция грохота. C увеличением содержания мелочи в материале производительность грохота возрастает. Грохот работает эффективнее, если толщина слоя материала на сите невелика, так как в этом случае меньше вероятность увлечения мелочи с верхним продуктом.

При грохочении влажного материала часто наблюдается слипание отдельных его зерен в комки, что приводит к увеличению захвата мелочи верхним продуктом.

C увеличением живого сечения грохота возрастает его производительность. Удлинение пути материала на грохоте способствует повышению эффективности грохочения.

Производительность грохота растет с увеличением размера и числа отверстий в ситах грохота. Лучшие результаты дает применение сит с удлиненными отверстиями, которые лучше квадратных и значительно лучше круглых отверстий. Размер отверстий рекомендуется выбирать несколько большим размера зерен готового материала, отбираемого из-под сита грохота.

Для того чтобы как можно больше частиц материала соприкасалось с отверстиями сита грохота, материал целесообразно встряхивать на сите, причем чем больше мелочи, тем выгоднее встряхивать чаще и при малой амплитуде.

Теоретическое определение производительности грохотов затрудняется влиянием на процесс многих факторов, поэтому ее находят обычно на основании практических данных или по эмпирическим формулам.

Размеры грохотов и их число обычно выбирают после определения площади сита, обеспечивающей необходимую эффективность грохочения.

Конструкции грохотов. Известно много различных конструкций грохотов, отличающихся друг от друга способом действия, типом и формой сита (решета), числом сит. Грохоты характеризуются шириной В и длиной L.

Неподвижные грохоты являются простейшим типом аппаратов для ситовой классификации. Такой грохот обычно представляет собой наклонную стальную решетку, состоящую из колосников трапецеидального сечения и шайб, стянутых болтами (рис. 3.1).

Неподвижные грохоты устанавливают на стадии предварительного грохочения. Обычно они используются не только для ситовой классификации рудного материала, но также и для транспортирования его в дробилку.

Длина колосникового грохота примерно в два раза больше ширины и достигает 4—6 м. При этом ширину грохота выбирают такой, чтобы она была не менее чем в три раза больше размера максимальных кусков материала, поступающих на грохот. Угол наклона грохота чаще всего составляет 30—45°. При грохочении влажной комкующейся руды угол наклона следует увеличивать.

Площадь неподвижного грохота, необходимую для обеспечения заданной эффективности грохочения, можно определить по эмпирической формуле
Ситовая классификация (грохочение) в урановой технологии

где Q — производительность грохота, т/ч; d — ширина щели между колосниками, м.

Неподвижные грохоты просты и недороги, но имеют коэффициент полезного действия не более 70%. Кроме того, они имеют большую высоту, что необходимо учитывать при их установке. Неподвижные грохоты применяют обычно на стадиях крупного дробления; величина отверстий таких грохотов не менее 50 мм. Более мелкие отверстия быстро забиваются.

Валковые грохоты часто применяют вместо неподвижных колосниковых грохотов. Эти грохоты отличаются более высокой производительностью и имеют меньшую высоту (табл. 3.3). Особенно удобны эти грохоты на стадиях крупного дробления таких материалов, как сланцы и угли. Однако конструкция валковых грохотов более сложная, чем неподвижных (рис. 3.2).

Валковые грохоты состоят из валков, на которые насажены диски. Диски выполняются круглыми или имеют форму сферического треугольника. Вращение валкам передается от электродвигателя через редуктор, который посредством цепной передачи вращает средний валок. Последний имеет на противоположных концах две звездочки, каждая из которых передает вращение соседнему валку, а тот в свою очередь с помощью звездочек и цепей передает вращение следующему. Часто все валки грохота вращаются с одной скоростью. Однако есть и такие грохоты, в которых скорость оборотов валков возрастает от загрузочного конца к выгрузочному. Это достигается тем, что звездочки цепных передач, соединяющих валки такого грохота, имеют различное количество зубьев.

Гирационные грохоты (рис. 3.3) отличаются более высокой эффективностью грохочения по сравнению с валковыми, так как наклонное сито, по которому перемещается твердый материал, совершает качания по круговой траектории в вертикальной плоскости. Встряхивание материала уменьшает опасность забивания сита, что делает эти аппараты удобными для использования на стадиях среднего и мелкого дробления. Гирационные грохоты представляют собой эксцентриковые одновальные аппараты (табл. 3.4), так как круговые движения грохота в вертикальной плоскости создаются вращением эксцентрикового вала. Возникающие при этом динамические усилия обычно уравновешиваются маховиками с контргрузами, которые крепят на валу. Вал вращается в роликоподшипниках, закрепленных на станине.

Короб грохота опирается на рессоры и выполняется обычно с двумя ситами, установленными друг над другом.



Расчет двухситного грохота следует выполнять по каждому ситу в отдельности. При этом площадь нижнего сита принимается меньшей, чем верхнего, так как нижнее сито используется в процессе грохочения не полностью. Рабочую площадь верхнего сита обычно считают равной 85%, а нижнего — 70% общей площади грохота, определяемой произведением его длины на ширину.

Производительность гирационного грохота ориентировочно можно оценить по формуле

где Q — производительность грохота по питанию, т/ч; q — средняя производительность в расчете на 1 м2 сита, м3/ч; F — рабочая площадь сита, м2; у — насыпной вес материала, т/м3; k — поправочный коэффициент, зависящий от свойств материала и условий грохочения.

Величину q обычно выбирают в зависимости от размера отверстий сит (табл. 3.5). Значения к приведены в специальной литературе.

Инерционные (вибрационные) грохоты, в отличие от гирационных, рекомендуется применять только при равномерном питании материалом, так как сита в них совершают колебания небольшой амплитуды. Ситовая классификация на инерционных грохотах производится при наличии эллиптических колебаний сит в вертикальной плоскости, совершаемых под действием сил инерции вращающихся масс, эксцентрично закрепленных на валу (рис. 3.4). Частота колебаний грохота определяется скоростью вращения вала вибратора.

На практике применяется целый ряд конструкций инерционных или вибрационных грохотов, имеющих от одного до трех сит (табл. 3.6). Вибрационный двухситный грохот (ВГД), например, имеет два вмонтированных в короб сита, вибратор, рессоры и две рамы. Вибратор представляет собой вал, на котором укреплены дебалансы и приводной шкив. В зависимости от положения дебалансов на валу вибратора изменяется амплитуда колебаний короба.

Универсальный подвесной грохот (ГУП) также имеет вибратор с дебалансами, но короб такого грохота подвешен на специальных подвесках. Круговые вибрации в вертикальной плоскости здесь совершаются под действием центробежной силы, возникающей при вращении вала и дебадансов. Изменяя длину подвесок, можно регулировать угол наклона короба.

Производительность инерционных грохотов можно оценить с помощью формулы (3.3).

Вибрационные грохоты рекомендуется применять для ситовой классификации на стадиях среднего и мелкого дробления, а также при обезвоживании материалов. Назначение грохота обычно указывается в его марке. Например, ГУП-2-ОМ означает — грохот универсальный подвесной для обезвоживания мелочи.

Быстроходные качающиеся грохоты (рис. 3.5) используют обычно в тех случаях, когда ситовая классификация твердого материала совмещена с его обезвоживанием. Такие грохоты имеют продольные качания и отличаются большой производительностью и высокой эффективностью грохочения (табл. 3.7).

При движении материала по поверхности сита качающегося грохота он подбрасывается, что позволяет получить хорошее обезвоживание. Быстроходные качающиеся грохоты удобно использовать в процессах ионного обмена для отделения твердых зерен сорбента от жидкости.

Качающийся грохот состоит обычно из двух коробов, которые подвешены на шарнирных подвесках к неподвижной раме друг над другом или последовательно. Иногда коробы не подвешивают, а устанавливают на шарнирных опорах, закрепленных на неподвижной раме. Качательное движение коробам сообщается при помощи шатунов и эксцентрикового приводного вала. Эксцентрики каждого короба обычно повертывают под углом 180° друг к другу, чтобы уравновесить динамические силы, возникающие при возвратно-поступательном движении коробов. Грохоты приводятся в движение от электродвигателей и через ременную передачу.

Производительность быстроходных качающихся грохотов можно определить по формуле

где В — ширина сита, м; h — высота слоя материала на сите, м; v — средняя скорость движения материала, м/сек; у — удельный вес материала, кг/м3; р — коэффициент разрыхления материала, равный 0,4—6.

Формула (3.4) позволяет определить пропускную способность грохота, но не качество грохочения, так как она не учитывает длину грохота и размер отверстий сита.

Высоту слоя материала на сите не рекомендуется устанавливать больше двух-четырех диаметров отверстий сита.

Для ситовой классификации можно использовать также барабанные вращающиеся грохоты в виде вращающегося вокруг своей оси каркаса, на котором укреплены сита, образующие цилиндрическую или коническую просеивающую поверхность. Однако в урановой технологии такие аппараты обычно не применяют, так как их удельная производительность и эффективность грохочения невелики.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: