Вопрос №10. Основные способы сепарации строительных материалов.

Воздушную сортировку (сепарацию) применяют главным образом для разделения на фракции тонкоразмолотых материалов крупностью менее 80—100 мк, когда использование вибрационных грохотов нецелесообразно вследствие их малой производительности и быстрого износа тонких сит. Воздушная сортировка (сепарация) основана на том, что крупные частицы сортируемого материала, находящиеся в потоке воздуха, под влиянием сил (гравитационных, центробежных, инерции, трения) осаждаются, а мелкие (тонкая фракция) уносятся воздушным потоком.

Воздушные сепараторы классифицируют на проходныеициркуляционные.

В проходныхсепараторах материал (пылевоздушная смесь) разделяется под влиянием силы тяжести, центробежной, силы или центробежной силы в сочетании с силой тяжести.

Исходный материал в смеси с воздухом со скоростью 15—20 м/сек поступает из помольного агрегата по патрубку (рис. 1-44) в полость между корпусами. Вследствие резкого увеличения объема пространства, а также трения о стенки корпусов скорость воздушного потока падает и крупные частицы материала выпадают и отводятся по патрубку на домол в мельницу. Более тонкие частицы движутся вверх с меньшей скоростью и проходят между лопатками. Регулируя угол поворота лопаток специальным механизмом, меняют направление и скорость движения потока, тем самым регулируют границу разделения частиц.

Рис. 1-44. Воздушный проходной сепаратор

В циркуляционных сепараторах исходный материал обычно подается в сепаратор механическим транспортом (например, элеватором).

Циркуляционные сепараторы в отличие от проходных работают с замкнутой циркуляцией воздуха, и пылевоздушная смесь образуется в самом сепараторе.

По методу разделения частиц эти сепараторы можно условно разделить на две группы. К первой группе относят аппараты, в которых разделение материала происходит под действием центробежной силы, направленной перпендикулярно или под углом к направлению движения потока. Такие сепараторы называют поперечнопоточными.

Вторую группу образуют противопоточные сепараторы, в которых материал разделяется под действием центробежной силы, направленной навстречу радиальной составляющей движения потока.

Рассмотрим принцип действия противопоточного циркуляционного сепаратора (рис. 1-45). Сепаратор приводится в движение электродвигателем, на валу которого закреплены вентилятор, верхняя крыльчатка, разбрасывающий диск и нижняя крыльчатка. Материал по загрузочным воронкам поступает на вращающийся Диск и под действием центробежной силы веером сбрасывается с него. Происходит первый отбор крупных частиц, которые выпадают вниз или, долетая до стенки, сползают по ней в разгрузочный бункер и по воронке возвращаются на домол. Создаваемый вентилятором воздушный поток увлекает более мелкие частицы в основную зону А разделения, находящуюся внутри корпуса. Благодаря действию вентилятора и нижней крыльчатки в этой зоне возникает воздушный вихрь; на каждую частицу действуют две силы: центробежная, пропорциональная диаметру частицы третьей степени, и сила давления потока, которая пропорциональна диаметру во второй степени. В зависимости от размера частицы будет превалировать одна из этих сил. Мелкие частицы, для которых сила давления потока больше центробежной, выносятся в вентилятор.

Крупные частицы и комья мелких частиц преобладающим действием центробежной силы отбрасываются к стенке и, сползая по ней вниз, перемешиваются с крупными частицами, сброшенными с диска. Этот материал попадает в нижнюю зону В сепарации, где происходит дополнительный отдув через жалюзи имеющихся в материале тонких фракций.

Поток воздуха с мелкими частицами направляется вентилятором в зону Д осаждения, ограниченную стенками внутреннего и наружного корпусов. Здесь под действием центробежных сил, возникающих вследствие поворотов потока, частицы поджимаются к стенке наружного корпуса, теряют живую силу, сползают по стенке в конусную часть и через выпускной патрубок поступают на транспортирующие устройства и далее на склад.

Рис. 1-45. Воздушный циркуляционный сепаратор

Границы разделения частиц регулируются углом наклона лопастей верхней крыльчатки или изменением их количества.

Магнитная сепарация: в исходное сырье во время добычи, транспортирования, небрежного хранения и обработки могут попасть металлические предметы, которые при поступлении в перерабатывающие машины, например дробилки, могут вызвать серьезные аварии. Для отделения из сырья предметов, обладающих сильно выраженными магнитными свойствами,— ферромагнитных (железо, сталь, никель, чугун и др.) и железосодержащих примесей, ухудшающих качество готовой продукции, служит магнитная сепарация.

Для магнитной сепарации сухих материалов применяют электромагнитные шкивы и барабаны, роликовые и дисковые электромагнитные сепараторы, электромагнитные сепараторы конвейерного типа с разгрузочной верхней лентой, сверхмощные электромагнитные сепараторы и т. д.

Электромагнитные сепараторы классифицируют: по технологическим признакам — на сухие и мокрые; по конструкции — на сепараторы шкивного и барабанного типов, а также подвесные; по принципу действия — на сепараторы электромагнитные и индукционные.

Принципиальная схема действия электромагнитного сепаратора представлена на рис. 1-46, а. Установка для электромагнитной сепарации состоит из электромагнитного вращающегося барабана, в полости которого находится неподвижный электромагнит 2. Наиболее сильное действие магнитного поля наблюдается на участке А, где электромагнит близко расположен к стенке вращающегося барабана. Сухой материал по лотку подается на барабан. Железосодержащие примеси притягиваются к поверхности барабана и вместе с ним перемещаются до наиболее низкой точки С, где выходят из зоны действия магнитного поля и поступают по лотку в бункер отсепарированный материал направляется по лотку в бункер для дальнейшей обработки. Непосредственный контакт материала с намагниченной поверхностью барабана дает возможность выделять мелкие частицы железа и сильно магнитных минералов из сухих и неслипающихся материалов.

Рис. 1-46. Схема аппаратов для магнитной сепарации

Электромагнитный сепаратор шкивного типа (рис. 1-46, б), являющийся приводным ведущим барабаном ленточного конвейера, представляет собой стальной литой барабан, в пазы которого заложены катушки электромагнита. Концы проводов от катушек выведены через полый конец вала наружу к контактной коробке и далее через кольца и щетки присоединены к электрической сети.

Магнитный материал, проходя зону действия магнитного поля, притягивается к ленте, а по выходе из этой зоны падает под действием собственного веса с обратной ветви’ конвейера в периодически очищаемый сборник. Немагнитный материал свободно сходит с ленты и поступает на дальнейшую переработку. Электромагнитные сепараторы этого типа обладают высокой производительностью и применяются для материалов с крупностью частиц от 5 мм и выше.

Электромагнитные сепараторы имеют следующие недостатки: металлические предметы, находящиеся в верхних слоях транспортируемого материала, не всегда выделяются; мощность магнитного поля недостаточна для извлечения тяжелых предметов, слабомагнитные и немагнитные металлы не реагируют на создаваемое сепаратором магнитное поле. В каменных породах, перерабатываемых на предприятиях нерудных материалов, оказываются металлические предметы (куски рельсов, костыли, гусеницы экскаваторов и т. д.), которые при поступлении в дробилки могут служить причиной аварий. В щековые дробилки первичного дробления взорванная порода обычно подается пластинчатыми питателями со стальным полотном, поэтому извлечение металлических предметов обычными электромагнитными сепараторами затруднительно.

На ленточных конвейерах, подающих материал на дробилки вторичного и третичного дробления, обычно используют электронные металлоискатели в паре с электромагнитным сепаратором, например подвесными электромагнитами. Обычно устанавливают для большей гарантии две пары таких устройств.