Министерство образования и науки Украины
Донбасский государственный технический университет
Кафедра РМПИ
Лабораторная работа №1
«Определение гранулометрического состава продукта»
Выполнил ст. гр.ГИ-08-1
Рогозянский А.П.
Проверил: Аверин Г.А.
Алчевск, 2013
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА ПРОДУКТА
1. Цель работы
Освоить методику проведения ситового анализа. Изучить методики обработки данных рассева. Построение характеристики крупности.
2. Теоретические основы работы
При добыче или дроблении получают полезное ископаемое, представляющее смесь зерен (кусков) разной крупности от долей микрона до сотен миллиметров. Состав сыпучего материала по крупности устанавливается по содержанию в нем классов определенной крупности, т.е. по его ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОМУ СОСТАВУ.
Класс - это смесь зерен разной крупности. Форма записи класса: – 100 + 50. Знак "–" указывает на то, что в данном классе содержался частицы крупностью меньше 100 мм, знак "+" и - на то, что в данном классе содержатся зерна больше 50 мм.
Гранулометрический состав материалов определяется посредством:
а) ситового анализа – путем рассева на ситах для продуктов крупностью более 0,04 мм;
б) седиментационного анализа - путем разделения частиц по крупности по скорости падения в воде или в воздухе для продуктов крупностью от 0,04 до 0,005 мм;
в) микроскопического анализа – путем измерения частиц под микроскопом для продуктов крупностью от 0,04 мм до долей микрона.
Гранулометрический состав угля, получаемого при добыче, а также для контроля процессов грохочения и дробления на обогатительных фабриках устанавливается посредством ситового анализа.
Ситовой анализ производится согласно правилам, регламентированным ГОСТом, и предназначается для определения выхода отдельных классов по крупности и их качественной характеристики. Сущность этого метода заключается в рассеве пробы на ситах, взвешивании полученных классов и вычислении выхода отдельных классов.
Рассев может быть осуществлен на грохотах, вручную, а мелкого материала, на механическом вибровстряхивателе.
Результаты ситового анализа используются при:
оценке добытого угля в шахте, разрезах по крупности;
выборе рациональной схемы обогащения;
определении производительности различных машин, аппаратов;
определении необходимого количества грохотов, дробилок, обезвоживающего и другого оборудования.
Кроме того ситовой анализ используется для определения степени измельчения угля в процессе транспортирования, обогащения, контроля работы грохотов и дробилок.
Масса пробы для ситового анализа зависит от крупности наибольшего куска в пробе (табл.1).
Таблица 1 − Зависимость массы пробы от наибольшего размера зерна
Размер наибольшего куска, мм |
0,1 |
0,3 |
0,5 |
1,0 |
3,0 |
5,0 |
10,0 |
Минимальная масса пробы, кг |
0,025 |
0,95 |
0,10 |
0,20 |
0,30 |
2,25 |
18 |
Минимальная
масса пробы (
)
может быть рассчитана по импири-ческой
формуле (1)
,
кг, (1)
где
- размер максимального зерна, мм.
После просеивания необходимо сделать проверку полноты рассева вручную на тех же ситах. Рассев считается качественным, если при контрольном просеивании в течение одной минуты количество материала, прошедшего через сито, не будет превышать 1 % от массы, оставшейся на сите.
Продолжительность
просеивания зависит от влажности и
крупности материала. Мелкий и влажный
материал требует большего времени
просеивания. Обычно просеивание
продолжается 10-30 мин. Остаток на каждом
сите взвешивается с точностью до 0,01 г.
Сумма всех весов полученных классов не
должна расходиться более чем
на 1 %
с весом исходной пробы. Результаты
ситового анализа заносятся в табл.2, в
которой в графе 1 указывается размер
классов, в графе 2 –
выход класса в кг (
),
в графе 3 –
выход класса в %. Крупность класса,
оставшегося на сите, обозначают размером
отверстия со знаком "+", а прошедших
через сито –
знаком "–".
Частный выход – это вес одного класса, выраженный в % от веса пробы. Суммарный выход "по плюсу" (сверху) показывает, какой % составляют частицы размером больше размера отверстий сига; суммарный выход "по минусу" (снизу) показывает, какой % составляет частица размером меньше отверстий сита. Суммарный выход сверху "по плюсу" приведен в графе 4, суммарный выход снизу ("по минусу") – в графе 5.
В таблице 2 приведена форма записи ситового анализа.
Таблица 2 – Результаты ситового анализа
Класс крупности, мм |
Выход |
Суммарный выход,∑, % |
||
P,гр |
P,% |
∑ выход сверху |
∑ выход снизу |
|
+5 |
2,4 |
1,71 |
1,71 |
100 |
−5 +2,5 |
8,5 |
6,07 |
7,78 |
98,29 |
−2,5 +1 |
47,8 |
34,14 |
41,92 |
92,22 |
−1 +0,63 |
39,8 |
28,43 |
70,35 |
58,08 |
−0,63 +0,4 |
26,7 |
19,07 |
89,42 |
29,65 |
−0,4 +0,315 |
6,6 |
4,71 |
94,13 |
10,58 |
−0,315 +0,2 |
3,5 |
2,50 |
96,63 |
5,87 |
−0,2 +0 |
4,7 |
3,37 |
100 |
3,37 |
∑= |
140 |
100 |
|
|
Графическое изображение гранулометрического состава сыпучего материала называется ХАРАКТЕРИСТИКОЙ КРУПНОСТИ.
Характеристики крупности строятся в прямоугольной системе координат: частные – по выходам отдельных классов; суммарные (кумулятивные) – по суммарным выходам классов (по колонкам 1 и 4 – "по плюсу", по колонкам 1 и 5 "по минусу"). Наиболее часто употребляются суммарные характеристики крупности.
Суммарную
характеристику крупности строят как
обыкновенную
зависимость
,
где
– суммарный выход класса больше (меньше),
– диаметра куска (диаметр отверстия
сита).
При отложении по оси координат выхода класса крупнее получается характеристика "по плюсу", при отложении выхода класса меньше – "по минусу". При расположении характеристик "по плюсу" и "по минусу" на одном графике кривые отражают зеркально одна другую и пересекаются в точке, соответствующей выходу 50 %.
Если кривая "по плюсу" выпуклая – то в пробе преобладают крупный класс, если вогнутая – мелкий класс.
Простая сетка координат удобна при небольшом количестве классов и небольшом отличии диаметров крупных и мелких зерен.
При содержании в
пробе значительного количества мелких
зерен отрезки на оси абсцисс, соответствующие
диаметрам мелких частиц, получаются
малого размера, что затрудняет построение
и использование характеристик. Это
требует строить большие графики. Чтобы
избежать этого неудобства, используется
полулогарифмическая сетка в системе
координат (
).
Преимущества полулогарифмической кривой по сравнению с обыкновенной:
расстояние между средними значениями отверстий сит на оси абсцисс в области мелких зерен увеличивается, а в области крупных зерен уменьшается. Это позволяет правильно отсчитывать выход мелких классов при небольших размерах графика.
В отличие от
обыкновенных характеристик крупности
левая ветвь полулогарифмических кривых
не доходит до ординаты, соответствующему
100-процентному выходу, т.к.
.
Суммарные характеристики крупности могут быть описаны аналитически уравнениями одного вида. Наиболее часто применяют уравнение Розина-Рамлера (2)
(2)
где
– суммарный выход класса крупнее
,
%;
,
–
параметры,
зависящие от свойств материала и
размерности.
Пробы сыпучего материала крупностью – 3+0(–5+0) угля, руды.