CC BY
60
© В.Л. Лапшин, Н.В. Тельнов, 2010
УДК 66.621
В.Л. Лапшин, Н.В. Тельнов
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ АМПЛИТУДЫ КОЛЕБАНИЙ ДЕКИ НА ПРОЦЕСС ВИБРОСЕПАРАЦИИ СЛЮДЯНОГО СЫРЬЯ
Представлены результаты экспериментальных исследований процесса вибросепарации слюдяного сырья при различных амплитудах колебаний деки. Рассматривается влияние амплитуды колебаний на основные показатели процесса обогащения слюдяного сырья: содержание и извлечение ценного компонента, эффективность процесса обогащения. Ключевые слова: вибрационная сепарация, вибрационный сепаратор, амплитуда колебаний деки.
Семинар № 26
С целью оценки влияния амплитуды колебаний деки на процесс разделения минерального сырья, были проведены экспериментальные исследования на лабораторном вибросепараторе (рис. 1) [1]. Вибродека сепаратора размером 500x800 мм установлена на упругих элементах. С вибродекой кронштейнами соединены два центробежных вибратора для создания заданного режима движения -прямолинейно направленных колебаний под углом 3 к рабочей поверхности деки.
Для определения параметров
вибрации использовался тестер вибрации ТУ260 (рис. 2), предназначенный для измерения амплитуды, скорости и ускорения вибрационных колебаний. Рабочие параметры вибросепаратора изменялись в следующих диапазонах: частота колебаний 1200-2100
кол./мин.; амплитуда колебаний А=0,19-1 мм; угол направления колебаний составлял 3 = 30 — 380; продольный угол наклона деки а=8-14°;
~ го
поперечный угол у=6 .
В экспериментах использовалось мелкоразмерное слюдяное сырье класса -20+0 мм, на основе которого было подготовлено несколько искусственных смесей минерального сырья. Данные смеси хорошо разделяются на вибросепараторе на две фракции. Условно в качестве ценного компонента рассматривалась мелкая фракция, крупность которой составляла -1,0+0,2 или -1,0+0. Фракционный состав крупной фракции -2,5+1,6 или -20+2,5. Углы наклона виброоргана О и у подбирались такими, при которых мелкая фракция в процессе сепарации попадала в верхние приемные ячейки, крупная - в нижние ячейки деки (рис. 3).
Опыты проводились в двух вариантах исполнения. При определении показателей процесса обогащения проба материала подавалась на виброорган непрерывным равномерным потоком для обеспечения качественного процесса разделения. При выполнении фото и видеосъёмки для более чёткого отслеживания траекторий движения частиц исходный материал подавался небольшой разовой порцией.
Рис. 2. Тестер вибрации ТУ.260
Рис. 3. Схема расположения приемных ячеек деки
При выполнении экспериментов определялась масса сырья, попавшего в верхние и нижние приёмные ячейки деки. Далее определялся гранулометрический состав продуктов сепарации на ситовом анализаторе А12 и измерялась масса мелкой и крупной фракции в верхних и нижних приёмных ячейках сепаратора. На основе полученных данных рассчитывались основные показатели процесса сепарации: содержание, выход и извлечение ценного компонента (мелкой фракции). Эффективность разделения оценивалась по критерию Хенкока. Статистическая обработка результатов осуществлялась с помощью программного комплекса «Statistica».
Рассмотрим результаты экспериментов, полученные на частоте колебаний п = 1700кол / мин. При амплитуде колебаний А=0,66 мм (рис. 4) наблюдается качественный процесс разделения минерального сырья, крупные фракции попадают в нижние приёмные ячейки, мелкие - в верхние.
Рис. 4. Процесс вибрационной сепарации при амплитуде колебаний 0,66 мм
Вертикальное ускорение виброоргана от виброоргана. При этом достигаются
обеспечивает достаточно интенсивный высокие показатели обогащения: содер-
режим движения материала с отрывом жание ценного компонента в концентра-
90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 -0
У (%)
Рис.
0.43 0.66
5. Показатели процесса обогащения
0.82
0.95
А (мм)
те составляет 94% при извлечении 95%. Эффективность процесса разделения 84% (рис. 5).
При уменьшении амплитуды колебаний до А=0,43 мм вертикальное ускорение вибродеки становится меньше ускорения свободного падения, скорость движения частиц снижается. Траектории движения частиц смещаются к нижнему краю деки, мелкие частицы попадают в нижние приёмные ячейки, засоряя крупный класс (рис. 6). Качество процесса сепарации значительно снижается, содержание мелкой фракции составляет 93% при извлечении в 29%, эффективность процесса разделения падает до 25%. При уменьшении амплитуды колебаний до А=0,19 мм процесс разделения полностью нарушается, движение частиц практически отсутствует. Частицы медленно перемещаются вдоль нижнего края деки.
При увеличении амплитуды колебаний до А=0,82-0,95 мм вертикальное ускорение вибродеки становится суще-
ственно больше ускорения свободного падения (более 20 м/с2), скорость движения частиц увеличивается, однако эффективность разделения минеральной смеси снижается. Содержание мелкой фракции в верхних приёмных ячейках составляет 75-76% при извлечение ценного компонента 96-98%, эффективность разделения падает до 40-41%.
Объясняется данное явление тем, что при большой скорости движения не успевает произойти рассредоточение частиц по траекториям движения в зависимости от их крупности. Крупные частицы вмести с мелкими попадают в верхние приемные ячейки, что приводит к засорению мелкой фракции (ценного компонента) и к снижению качества разделения.
Аналогичная картина процесса обогащения наблюдается и при других частотах колебаний вибродеки. Увеличение амплитуды колебаний выше оптимального значения приводит к увеличению скорости движения частиц, при этом
Рис. 6. Процесс вибрационной сепарации при амплитуде колебаний А=0,43 мм
эффективность разделения снижается. сепарации и снижению производи-
Уменьшение амплитуды колебаний тельности. также приводит к ухудшению качества
А (мм)
Рис. 7. Зависимость оптимальной амплитуды колебаний деки от частоты колебаний
Таким образом, процесс разделения минеральной смеси на вибродеке наиболее эффективно происходит при оптимальном режиме движении деки. При этом наблюдается широкий веер траекторий движения частиц минеральной смеси, обеспечиваются высокая производительность и качество разделения. Вертикальное ускорение вибродеки должно находится в пределах 10-20
м/с . При более интенсивных режимах движения вибродеки качество сепарации ухудшается. Исходя из полученных результатов можно рекомендовать для подобных сыпучих минеральных смесей амплитуды колебаний вибродеки А=0,5-1 мм при частотах колебаний вибродеки 2100-1200 кол/мин. (рис. 7).
СПИСОК ЛИТЕРА ТУРЫ
1. Демаков Е.И. Лабораторный вибрационный сепаратор с инерционным виброприводом // Вестник ИрГТУ. - 2007. - № 1(29). - Т.2. - С. 14-17. ЕШ
— Коротко об авторах ---------------------------------------------------------------------------
Лапшин В.Л. - профессор, доктор технических наук, заведующий кафедрой сопротивления материалов и строительной механики ГОУ ВПО «Иркутский государственный технический университет», E-mail: lapshin@istu.irk.ru
Тельнов Н.В. - аспирант ГОУ ВПО «Иркутский государственный технический университет», E-mail lapshin@istu.irk.ru
