Направления совершенствования конструкций размольного оборудования для получения тонкоизмельченного продукта Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

------------------------------- © А.Д. Бардовский, П.Я. Бибиков,

Т.В. Денискина, 2009

А.Д. Бардовский, П.Я. Бибиков, Т.В. Денискина

НАПРАВЛЕНИЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ КОНСТРУКЦИЙ РАЗМОЛЬНОГО

ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ТОНКОИЗМЕЛЬ ЧЕННОГО ПРОДУКТА

Рассмотрены сведения о современных конструкциях для получения тонкоиз-мельченного продукта. Приведены примеры измельчительно-классифицирующих комплексов и сделан вывод о необходимости разработки универсальной конструкции измельчителя-классификатора.

Ключевые слова: измельчение, классификация, тонкоизмельченный продукт, комплекс оборудования, измельчитель-классификатор.

Яроцессы дробления и измельчения являются самыми распространенными и одновременно наиболее энергоемкими процессами в горно-рудной промышленности, на долю которых приходится 60—70 % от общих энергозатрат, причем основную часть затрат составляют операции измельчения. В последнее время в России и за рубежом активно развивается производство востребованных на рынке строительных и отделочных материалов (песок, декоративная крошка для керамических плит навесных вентилируемых фасадов, сухие строительные и шпатлевочные смеси и т.д.). Классифицированные отсевы дробления минерального сырья применяются при производстве строительной керамики, огнеупорных материалов и как наполнители и добавки для отделочных материалов.

Спектр технологических задач, решаемых в результате дробления и измельчения различных материалов, чрезвычайно широк. В связи с этим поиск новых решений для совершенствования оборудования и технологий в области уменьшения крупности происходит непрерывно.

Технология получения тонкоизмельченных материалов требует использования значительного количества разнообразного дро-бильно-измельчительного, классификационного и другого оборудования, связанного между собой системой питателей, конвейеров, элеваторов и т.п. Существует достаточное число организаций и за-водов-изготовителей, разрабатывающих и производящих не только

отдельные виды оборудования, но и измельчительно-классификационные комплексы, которые могут быть востребованы в различных отраслях промышленности, использующих тонкодисперсные материалы.

В большинстве случаев разработанные измельчительно-классификационные комплексы не обеспечивают ожидаемой эффективности процесса. Особенно это проявляется в процессе классификации. Главный недостаток — разделительная способность резко падает при приближении к граничной крупности разделения 0,5 мм.

На рис. 1. представлен измельчительно-классифицирующий комплекс для переработки материалов крупностью до 50 мм и производительностью до 3 т/ч, разработанный ОАО «НИИпроектас-бест». [1.]

Для классификации дробленый материал подается элеватором на последовательно установленные грохоты с размером ячеек

+3,0 мм

Рис. 1. Схема измельчительно-классифицирующего комплекса для переработки материалов крупностью до 50 мм и производительностью до 3 т/ч: 1 —

бункер-питатель; 2 — конвейер; 3 — роторный измельчитель; 4 — элеватор ЭЛГ; 5, 6 — грохоты линейно-кругового движения (ЛКД); 7 — вибрационное сито

сит по требованию конкретного заказчика (например 5,0 (3,0); 2,0 (1,0); 0,63 (0,5); 0,315 и 0,15 мм ). В случае необходимости сушки исходного материала перед операциями дробления или классификации возможна установка сушильного агрегата.

Другим примером является метод сухой классификации, в котором разделение материалов происходит в воздушном потоке. Для получения минеральной (каменной) крошки и муки из различных материалов (например, мрамор, доломит, опока, трепел) с исходной крупностью менее 3 мм предлагается 2 варианта комплексов с производительностью до 1 т/ч, в одном из которых в качестве основного классифицирующего аппарата представлен каскадноцентробежный (трехпродуктовый) сепаратор (рис. 2).

Сухое тонкое и сверхтонкое измельчение твердых материалов в промышленных масштабах, то есть измельчение порошковых материалов до номинальной крупности ниже 40 мкм, является важнейшей практической задачей для многих современных технологий. В настоящее время на горно-обогатительных предприятиях для тонкого и сверхтонкого измельчения используются

Рис. 2. Схема измельчительно-классифицирующего комплекса, оснащенного каскадно-центробежным сепаратором: 1 — бункер-питатель; 2 — конвейер; 3 — роторный измельчитель; 4 — элеватор ЭЛГ; 5 — грохот ЛКД; 6 — каскадноцентробежный сепаратор; 7 — групповой циклон; 8 — рукавный фильтр, 9 — вентилятор

планетарные, струйные, вибрационные и другие мельницы. Они имеют ряд недостатков, среди которых наиболее существенными являются абразивный износ рабочих органов и низкий КПД.

Кардинальным способом повышения эффективности процессов получения тонкоизмельченного продукта является совершенствование дробильно-размольного и классификационного оборудования.

Современный этап развития дробильно-размольного и измель-чительного оборудования характеризуется тенденцией передачи работы циклов измельчения на циклы дробления за счет введения операции сверхтонкого дробления. Созданы образцы дробильного оборудования — конусные инерционные дробилки типа КИД (НПК «Механобр-Техника», г. Санкт-Петербург), крупность продукта которых не зависит от размера разгрузочной щели, гирационные дробилки типа КМД с форсированным режимом дробления, вибрационные мельницы с оригинальной формой мелющих тел, позволяющей обеспечить измельчение материала совместным действием сжатия и истирания. [2].

Внедрение новых конструкций дробильного оборудования лишь частично компенсирует недостатки существующих способов получения тонкоизмельченного сырья.

Используемые технологии получения тонко и сверхтонко измельченных твердых материалов являются материало-энергоемким процессом, требующим значительных площадей застройки, большого числа обслуживающего персонала. Для устранения вышеперечисленных недостатков необходима разработка принципиально нового подхода к технологии получения данного вида продукта. На наш взгляд необходимо сократить число стадий переработки, путем объединения отдельных процессов в самостоятельный технологический передел и создания дробильно-размольных и измельчительно-классифика-ционных агрегатов, совмещающих операции дробления, измельчения и классификации.

Необходимым условием появления дробильно-измельчи-тельных и измельчительно-классификационных агрегатов является установление взаимосвязей конструктивных параметров агрегатов с их технологическими параметрами и свойствами перерабатываемых материалов, а также выявление возможностей и способов управления рабочим процессом. При этом следует учитывать, что с ростом дисперсности затрудняется измельчение материала и его

анализ, затраты на помол резко увеличиваются, а начиная с некоторой предельной для данного материала и способа разрушения его частиц дальнейшее измельчение становится невозможным. Процесс измельчения в таких случаях осуществляется только при использовании технологических добавок — диспергаторов.

Таким образом, необходима разработка новой конструкции и исследование рациональных параметров энергосберегающего высокоэффективного измельчителя-классификатора, позволяющего совместить тонкий помол с одновременной классификацией измельченного материала, а также использование специальных приборов для дисперсионного анализа, позволяющих измерять гранулометрический состав порошков с нижней границей измерения до сотых долей микрона.

--------------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Грибова И.Г., Тычкина О.В. Комплексы для получения тонкодисперсных узкофракционных сыпучих материалов, Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века, 2008, № 8

2. Абрютин Д.В., Воронин Д.Ю., Пестриков А.Б. Дробильно-размольное оборудование для переработки рудного сырья, Горная Техника — 2004, № 7. ЕШ

Bardovskiy A.D., Bibikov P.J., Deniskina T. V.

DIRECTIONS OF PERFECTION OF GRINDABILITY EQUIPMENT DESIGNS FOR RECEPTION OF FINE POUNDED PRODUCT It is considered the data on modern designs for reception offine pounded product. There are resulted the examples of grinder-classifying complexes and the conclusion on necessity of developing of a universal design of a grinder-qualifier is drawn.

Key words: pounding, classification, fine pounded product, equipment complex, grinder-classifier

— Коротко об авторах ------------------------------------------------------

Бардовский А.Д. — доктор технических наук, профессор кафедры ТПМ, Бибиков П.Я. — кандидат технических наук, доцент кафедры ТПМ, Денискина Т.В. — аспирант кафедры ТПМ,

Московский государственный горный университет,

Moscow State Mining University, Russia, [email protected]