CC BY
31
------------------------------ © В.Н. Хстагуров, М.В. Гсгслашвили,
А.С. Выскрсбснсп, Ю.Г. Клыков, 2007
УДК 622.73
В.Н. Хетагуров, М.В. Гегелашвили, А.С. Выскребенец,
Ю.Г. Клыков
АНАЛИЗ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА ИЗМЕЛЬЧЕННОГО ПРОДУКТА МЕЛЬНИЦЫ ДИНАМИЧЕСКОГО САМОИЗМЕЛЬЧЕНИЯ
Ссминар № 24
Известна мельница динамического самоизмельчения, в котором измельчаемый материал формируют в виде цилиндрического вертикального столба, нижнюю часть которого вращают чашеобразным ротором [1]. На основе широкомасштабных исследований по размолу различных материалов (известняк, доломит, коксы, цементный клинкер, марганцевая, медная и свинцовоцинковая руды, различные углеродистые материалы) Днепропетровским заводом металлургического оборудования была выпущена опытная партия машин с диаметром ротора 1 м и производительностью 2-5 т/ч. Мельница получила название МАЯ-К10. Мельницы МАЯ были реализованы различным предприятиям с целью отработки их конструктивных и технологических показателей. Перспективность этих мельниц обусловлена возможностью совмещения в одном устройстве операций мелкого дробления и измельчения при малой металлоемкости, отсутствии мелющих тел и специальных железобетонных фундаментов для ее установки, высокой удельной производительности, сокращении удельного расхода энергии, а также низком уровне шума в работе и простоты конструкции.
Мельница МАЯ-К10 изначально была предназначена для сухого размола углеродного сырья.
Одна из мельниц МАЯ была установлена на Днепровском электродном заводе (ДЭЗ) на участке размола термоантрацита, пекового и нефтяного коксов при производстве анодной массы [2,3]. Следует отметить, что основную часть анодной массы составляет «крупка» с размерами частиц - 8 + 1 мм в количестве 36 %. При испытаниях исходный материал загружался в корпус мельницы сверху, а измельченный продукт удалялся из рабочей зоны через горизонтальный кольцевой зазор между ротором и неподвижным кольцом, установленным на корпусе мельницы высотой 6 мм.
Основные сравнительные показатели работы мельницы МАЯ на ДЭЗе приведены в таблице.
Результаты ситового анализа измельченного кокса при испытаниях мельницы МАЯ показаны на рис. 1 (кривая 1).
На рис. 1 отчетливо наблюдается повышенный выход зерен размером 6 мм, что соответствует высоте кольцевого разгрузочного зазора. Однако испытания мельницы МАЯ показали, что основными элементами, подвергающимися интенсивному износу, яв-
Шаровая (ШБМ) Молотковая МАЯ
Показатели антрацит кокс пековый антрацит кокс пековый антрацит кокс пековый
Производительность, т/ч 0,3 0,2-0,3 1,8 1,4 8-10 2,2
Расход энергии на размол, кВт-ч/т 27-30 28-30 18 20 6 10
Расход металла на тонну продукта, г 600 900 30 60-80 10 -
ляются элементы, образующие кольцевой разгрузочный зазор. Т.к. вся масса измельченного материала удаляется через этот зазор, то износ этих элементов является неизбежным. По мере износа колец увеличивается размер разгрузочной щели, тем самым помол загрубляется, а уменьшение кольцевого зазора по истечении некоторого времени работы мельницы становится невозможным. Одновременно, малая вероятность попадания измельченного продукта в кольцевой разгрузочный зазор приводит к многократному повторному его разрушению в рабочем пространстве мельницы, и, как следствие, к переизмельче-нию кондиционного продукта. Поэтому при дальнейших испытаниях было решено заблокировать кольцевой зазор, а для своевременной эвакуации кондиционного продукта из рабочего пространства мельницы была рекомендована установка в наклонной стенке чашеобразного ротора, в пространстве между его ребрами, просеивающих поверхностей, набранные из шпальтовых сит.
После модернизации мельницы были проведены ее испытания при размоле шихты состоящей из пеко-вого и нефтяного коксов с добавкой 18-23 % обожженного боя. Размер зазора в просеивающих решетках ротора составлял 8 мм. Результаты испытаний представлены на рис. 1 (кривая 2).
Производительность мельницы МАЯ по готовому продукту (- 8 мм) составила 2,2 т/ч. На рис. 1 отчетливо наблюдается повышенный выход классов - 8 мм, что соответствует размеру зазора в просеивающих решетках ротора. Испытания показали, что установленные в наклонной стенке чашеобразного ротора просеивающие поверхности, незначительно повлияли на качество конечного продукта, несмотря на то, что площадь этих поверхностей на порядок больше площади кольцевого разгрузочного зазора.
Другим крупным потребителем, нуждающимся в мельницах сухого помола небольшой производительности является промышленность строительных материалов и дорожная индустрия. Основными материалами для этих отраслей являются порошки доломита и известняка.
Для исследования возможности применения мельницы нового типа для получения порошкообразного доломита при производстве стекла одну мельницу МАЯ К-10 установили на открытой площадке составного цеха АО «Иристонстекло» (РСО-Алания). Предварительно были произведены доводочные работы по блокированию кольцевого зазора, и разгрузка размолотого доломита велась исключительно через просеивающие поверхности ротора.
Диаметр куска, мм ООО Нефтяной кокс НОИ Пековый кокс " “ " Доломит
Испытания поводили по следующей методике. Крупнокусковой доломит Длинодолинского месторождения фракцией -250 + 50 мм загружали в центробежную мельницу. Высота столба материала в корпусе мельницы над ротором поддерживалась на уровне 300-400 мм, частота вращения ротора составляла 240 мин-1, размер ячеек просеивающих поверхностей в роторе составлял 3 мм, время испытаний - 6 час, цикл измельчения открытый.
Результаты испытаний центробежной мельницы сравнивались с показателями шаровой мельницы с периферической разгрузкой ШМ-2700Ч1450 измельчающей дробленый доломит крупностью - 20 мм. Производительность мельницы МАЯ по исходному продукту составляла 3,5-4,5 т/, тогда как у шаровой мельницы около 3 т/ч. Одновременно было зафиксировано значительное улучшение качества размола доломита. Выход крупной фракции +2 мм составил 17 % по сравнению с 44 % у шаровой мельни-
Рис. 1. Результаты ситового анализа при работе мельницы МАЯ К-10 в открытом цикле при сухом помоле
цы. Одновременно это подтверждает надежность принятых инженерных решений по блокировке кольцевого зазора между ротором и неподвижными частями корпуса от попадания размалываемых частиц при сухом способе размола. Вместе с тем избыточно высоким явилось содержание тонкой фракции, что свидетельствует о необходимости совершенствования условий разгрузки продуктов размола из активной зоны измельчения.
Параллельно с этими работами проводились испытания МАЯ К-10 при мокром размоле рудного сырья. Основное внимание при проведении работ было сосредоточено на совершенствовании конструкции сопряжения ротора с неподвижными частями корпуса. Всего было испытано три принципиальных варианта схемы кольцевого зазора [4].
Одна из мельниц была установлена на опытной фабрике МНТК «Меха-нобр» в пос. Африканда (Кольский полуостров) [5]. Изменений в конструкции кольцевого зазора не проводилось. В качестве измельчаемого материала была принята отвальная порода пировскитовой руды крепостью по шкале Протодьяконова до 15 единиц. Проба исходного материала предварительно была усреднена и подвергнута крупному и среднему дроблению до крупности 20 мм и 70 мм. Испытания проводились в открытом и замкнутом циклах.
Диаметр куска, мм
000 Пировскитовая руда Магнетотовый кварцит
1 І I Золотосодержащая руда
Для проведения испытаний в открытом цикле были выделены три пробы по 70 т каждая. При испытаниях мельницы МАЯ в открытом цикле в течение нескольких смен средняя производительность составила 2,2 т/ч, в замкнутом цикле производительность составила 1,0 т/ч.
Гранулометрический состав слива мельницы, работающей в открытом цикле, представлен на рис.2. Измельченная в открытом цикле руда содержит очень большое количество фракций соразмерных с кольцевым зазором, через который она преимущественно выходит из корпуса. Это существенно затрудняет последующую классификацию.
Испытания мельницы МАЯ проводились в полупромышленных условиях на опытном производстве института Механобрчермет (г.Кривой рог). Цель испытаний - проверка работоспособности мельницы при измельчении магнетитовых кварцитов карьера ЮГОКа и определения показателей измельчения при мокром способе размола. Для проведения испытаний была использована мельница МАЯ К-
Рис. 2. Результаты ситового анализа при работе мельницы МАЯ К-10 в открытом цикле при мокром помоле рудного сырья
10, прошедшая цикл опытных работ на Днепровском электродном заводе, после которых сопряжение ротора и неподвижных частей корпуса было практически неработоспособным из-за абразивного износа.
Испытания мельницы МАЯ проводились в открытом цикле измельчения. В процессе испытаний была достигнута максимальная производительность по исходной руде 6,6 т/ч, при этом удельный расход электроэнергии на одну тонну исходной руды составил от 4,95 до 8,82 кВтч/т, что находится на одном уровне с барабанными мельницами самоизмельче-ния. Однако неудовлетворительное состояние кольцевого зазора, приводящее к чрезмерному загрублению готового продукта (рис.2), не позволило рекомендовать мельницы МАЯ для дальнейшего использования без существенной доработки данного узла применительно к мокрому размолу руд.
Наиболее успешными следует считать испытания и сопровождавшие их доводочные работы, проведенные в опытно-экспериментальном горнометаллургического цеха (ОЭГМЦ) Ка-ульдинского рудника ПО “Узбекзоло-то” при мокром размоле золотосодержащей руды, представленной ок-варцованными мемасоматитами крепостью по Протодьяконову 15-18 крупностью -70 мм.
На рис. 2 приведены ситовые характеристики продуктов размола, по-
лученных при работе в открытом цикле в опытной мельнице МАЯ К-10, установленной в ОЭГМЦ.
Кроме испытаний в открытом цикле были проведены также опыты в замкнутом цикле с гидроциклоном. При этом попутно изменялась конструкция сопряжения ротора с неподвижными частями корпуса, а также варьировалось количество воды, подаваемой в мельницу.
Основной целью корректировки конструкции сопряжения следует считать обеспечение долговечности этого узла путем блокировки его от попадания крупных кусков измельчаемого материала, диаметр которых соизмерим с размером кольцевого зазора. В результате наилучшей оказалась схема с созданием водяного противодавления, что позволило провести длительные испытания в течение 240 часов. Однако полностью исключить попадания частиц в этот зазор, по всей
1. А.с. 651845 Способ динамического самоизмельчения./ Ягупов А.В.
2. Ягупов А.В., Выскребенец А.С. Динамическое самоизмельчение сырьевых материалов при производстве анодной массы // «Цветная металлургия» 1981, №7, с. 20-21.
3. Хетагуров В.Н. Разработка и проектирование центробежных мельниц вертикального типа. - Владикавказ: Терек,1999. 225 с.
4. Гегелашвили М. В., Медоев Т. Г. Мельница-классификатор для мокрого размола рудного сырья. // Горный информа-
видимости, не удалось. Об этом свидетельствует относительно большое количество относительно крупных фракций в разгрузке мельницы при ее работе в замкнутом цикле с гидроциклоном [6].
Выводы:
1. Основной проблемой при сухом размоле минерального сырья в мельнице динамического самоизмельчения является наличие избыточное количество тонких классов, что необходимо устранить, совершенствуя эвакуацию измельченного материала из рабочего пространства мельницы.
2. Главной задачей при мокром размоле руд следует считать создание надежной блокировки кольцевого зазора от попадания кусков руды, соразмерных с ним, что позволит сразу же получать из мельницы кондиционный продукт непосредственно пригодный для обогащения.
-------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ционно-аналитический бюллетень, 2003 №2. - С. 210 - 212.
5. Ягупов А.В., Клыков Ю.Г. Участие в проведении испытаний мельницы МАЯ К-10 на опытной фабрике Кольского филиала «Механобра» /Отчет № 047577 02.8.90. г. Орджоникидзе 1989, 39 с.
6. Гегелашвили М. В. Теория и практика мельниц динамического самоизмельчения. - Владикавказ: Терек, 2001. - 208 с.
7. Ягупов А.В., Гегелашвили М.В., Хетагуров В.Н., Палванов В. П. Опыт динамического самоизмельчения золотосодержащей руды // Колыма,1986, №5, С. 14-15.
— Коротко об авторах---------------------------------------------------------
Хетагуров В.Н., Гегелашвили М.В., Выскребенец А. С., Клыков Ю.Г. - СевероКавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет).
