Сортировка и обогащение. Сущность процессов, основы технологии.

Создано 07.08.2012 14:39
Обновлено 09.08.2012 12:03
Автор: Admin

Процессы сортирования и обогащения широко используют в технологии и промышленности строительных материалов, так как исходное сырье в большинстве случаев представляет собой неоднородную по крупности смесь, содержащую различные примеси и включения.

В процессе переработки сырья материал необходимо разделять на сорта по крупности, удалять из материала примеси и включения снижающие его качество. Основное оборудование для этих процессов основывается на механическом, гидравлическом и воздушном принципе действия. Наиболее распространенный способ сортирования материалов - механический.

Механическое сортирование, производимое на плоских или криволинейных поверхностях с отверстиями заданного размера, называется грохочением, а машины и устройства, служащие для этой цели - грохотами.

Сыпучая смесь, поступающая на грохочение, называется исходным материалом. Зерна материала, размер которых превышает размер отверстий поверхности грохочения, остаются на этой верхности и называются надрешетным (верхним) классом; зерна материала прошедшие через отверстия, представляют собой подрешетный (нижний) класс. Надрешетный класс обозначается знаком плюс, подрешетный - знаком минус. Например, если смесь зерен различной крупности разделялась на сите с отверсти 40 мм, то верхний класс обозначается +40, нижний -40. Т.е. одна поверхность грохочения разделяет исходный материал на класса. Если материал, подлежащий сортированию, будет последовательно проходить n поверхностей грохочения, то в результате получится n + 1 классов.

Просеивающей поверхностью вибрационныех грохотов является колосниковая решетка или сито, которые располагаются в горизонтальной или наклонной плоскости и приводятся в колебательное состояние. Благодаря колебательным движениям просеивающей поверхности материал, поступающий на нее, перемещается к разгрузочному концу грохота. Во время движения по просеивающей поверхности материал разделяется на подрешетный и надрешетный классы.

Просеивающие поверхности могут иметь круговой, эллиптический или прямолинейный характер движения. Обычно в наклонных грохотах используют все три вида движения, а в горизонтальных - прямолинейные, направленные под углом 35-45° к просеивающей поверхности. Скорость колебательного движения просеивающей поверхности выбирают такой, чтобы она обеспечивала периодический отрыв материала от просеивающей поверхности при его движении к разгрузочному концу.

В технологии переработки строительных материалов, например нерудных, применяют следующие виды грохочения:

предварительное, используется для выделения из исходной горной массы негабарита или материала, не требующего дробления в машинах первой стадии дробления;

промежуточное, предназначено для выделения продукта, не требующего дробления в последующей стадии;

контрольное, применяют вслед за последней стадией дробления для контроля крупности готового продукта и выделения отходов; частицы крупнее заданного размера возвращаются на додрабливание (замкнутый цикл);

окончательное или товарное, используют для разделения готового продукта на товарные фракции. Различают сухой и мокрый способы грохочения. При мокром способе исходный материал поступает на грохот в виде пульпы или в сухом виде и на грохоте орошается водой из специальных брызгал. Мокрый способ применяют обычно для сортирования материалов повышенной влажности и загрязненных глиной, илом и другими примесями. В этих случаях при грохочении материал не только разделяется по крупности, но и промывается.

Процесс грохочения принято оценивать двумя показателями: производительностью, т. е. количеством поступающего на грохот исходного материала в единицу времени, и эффективностью грохочения - отношением массы материала, прошедшей сквозь отверстия сита, к массе материала данной крупности, содержащейся в исходном продукте. Эффективность грохочения отражает качественную сторону процесса грохочения. Качество получаемого продукта оценивается засоренностью (замельчением или закрупнением), которая равна процентному содержанию зерен посторонних фракций в данной фракции продукта.

Понятие "фракция" отличается от понятия "класс" тем, что пределы фракции определяются теми предельными размерами граничных зерен, которые требуется получить, а пределы класса определяются размерами отверстий сит, на которых происходит грохочение. Например, чтобы разделить гравийную породу на две фракции: гравий с размером частиц более 5 мм и песок, размер частиц которого менее 5 мм, применяют сито с отверстиями 6,5 мм в свету. Следовательно, зерна размером от 5 до 6,5 мм относятся к верхней фракций, но к нижнему классу. Это обстоятельство не позволяет заменить показатель чистоты продукта показателем эффективности грохочения.

Эффективность грохочения равна:

где С - процентное содержание массы зерен нижнего класса в общей массе поступающего на грохот исходного материала (определяется путем рассева пробы исходного материала или по кривой ситового анализа этого материала);
d = (А - А')/А'  - относительное содержание массы зерен нижнего. класса, оставшихся после грохочения в верхнем продукте;
А - масса пробы надрешетного продукта;
А' - масса той же пробы надрешетного продукта после отсева из него на лабораторном сите с размером и формой отверстий как у исследуемого сита зерен нижнего класса.