2.2 Обзор известных аппаратов

2.2.1Обзор оборудования для рудоподготовки

За основу классификации дробильно-измельчительных машин и устройств принимают принцип их действия, т. е. способ раз­рушения, который определяется видом энер­гии, непосредственно используемой для раз­рушения материала.

Наибольшее применение получил меха­нический способ. Делаются по­пытки использовать энергию пара или сжатого воздуха при пневматическом взрывном дроб­лении, а также электрическую энергию при электрогидравличе­ском, электроимпульсном и электротермическом дроблении. В некото­рых уста­новках применяется аэродинамиче­ский способ разрушении, при котором куски материала разгоняются струёй газа. Разно­видностью этого способа является так назы­ваемый «процесс Снайдера», в соответствии с которым материал перед из­мель­чением в струе подвергается действию сжатого газа или пара под высоким дав­лением. В этом процессе используется также пневматический (взрывной) эффект в сочетании со струйным измельчением. Все методы, кроме механи­ческого, на­ходятся в стадии исследования.

В соответствии с этой классификацией дро­бильно-измелчьчительные ма­шины и аппара­ты могут быть разделены на следующие че­тыре основных типа :

I — механические дробилки;

II — меха­нические мельницы (с мелющими телами);

III— взрывные пневматические, электрогидравлические, электроимпульсные и элек­тротермические дробильные аппараты;

IV— аэродинамические и пневмомеханические мельницы (струйные размоль­ные аппараты без мелющих тел).

На рудообогатительных фабриках в на­стоящее время применяются почти исклю­чительно механические дробилки и мель­ницы. Область применения от­дельных конст­руктивных типов определяется главным об­разом прочностью дро­бимого материала. Из механических мельниц почти исклю­чительно применя­ются барабанные — ша­ровые, стержневые, рудногалечные и руд­ного самоиз­мельчения. Остальные механи­ческие мельницы применяются лишь в спе­циаль­ных случаях. Мельницы взрывного действия и аэродинамические (струйные) на­ходятся в стадии исследования.

Мельницы.

Мельницы разделены на механиче­ские (с мелющими телами) и аэродина­миче­ские или струйные (без мелющих тел). По режиму работы измельчительные машины делят на машины непрерывного и периоди­ческого действия, по способу измельчения — на машины мокрого или сухого измельчения.

По принципу действия и по конструкции измельчительные машины разде­ляются на барабанные, ролико-кольцевые, чашевые (или бегунные) и дисковые.

Барабанные мельницы классифицируются на мельницы с вращающимся барабаном, вибрационные и центробежные. На обогати­тельных фабриках и в ру­доподготовительных отделениях металлургических предприятий применяются вращающиеся барабанные мель­ницы.

Вращающаяся барабанная мельница представляет собой пустотелый ба­рабан, закрытый торцевыми крышками и, заполненный определенным количе­ством измельчающих тел и вращающийся вокруг горизонтальной оси. При вра­щении барабана измельчающие тела благодаря трению увле­каются внутренней поверхностью барабана и поднимаются на некоторую высоту, затем свободно падают (или перекатываются) вниз.

В непрерывно работающих мельницах из­мельчаемый материал подается через цен­тральное отверстие в одной из крышек внутрь барабана и, продвигаясь вдоль него, подвер­гается воздействию измельчающих тел. При этом измельчение частиц материала проис­ходит ударом падающих измельчающих тел и истира­нием и раздавливанием частиц между телами. Разгрузка измельченного ма­те­риала производится либо через централь­ное отверстие в разгрузочной крышке, либо через решетку со щелевидными или круглыми отверстиями, либо через от­верстия на конце цилиндрической части барабана.

В мельницах периодического (дискретного) действия измельченный мате­риал загружается в барабан и выгружается из него периоди­чески через люк в ци­линдрической части барабана или в одной из торцевых крышек.

В зависимости от формы барабана разли­чают мельницы цилиндрические и цилиндроконические. Первые в свою оче­редь классифицируются на три типа: корот­кие, длинные и трубные. К коротким мель­ницам относятся такие, у кото­рых длина барабана меньше или равна его диаметру; к длинным — у которых длина барабана больше одного, но меньше трех его диамет­ров, к трубным — мельницы с длиной бара­бана больше трех диаметров.

В зависимости от вида измельчающей среды различают мельницы шаро­вые, стер­жневые, галечные и рудногалечные, само­измельчения и полусамоиз­мельчения.

У шаровых мельниц измельчающая среда составляется из стальных или чугунных шаров одного или нескольких размеров. Иногда используются фарфо­ровые шары или шары из других неметаллических материалов. У стержневых мельниц измельчающая среда составляется из стальных стержней одного или не­скольких диаметров и длиной, близ­кой к внутренней длине барабана. Для га­леч­ных мельниц используется в качестве измельчающей среды скатанная кремневая галька, для рудногалечных — крупнокусковые фракции, выделенные из измель­чае­мой руды. В мельницах самоизмельчения и полусамоизмельчения измель­чающей сре­дой служат соответственно крупные куски измельчаемой руды и смесь крупных кусков, руды с некоторым количеством крупных стальных шаров

Классификаторы.

К классификаторам относятся машины и ап­параты, предназначенные для разделения тонкозернистых материалов по равнопадаемости на фракции различ­ной крупности и плотности в жидкой или воздушной среде. Осуществляемый в них процесс разделения основан на различии скоростей стесненного падения крупных и мелких плотных и лег­ких частиц, взвешенных в покоящейся или движущейся среде.

Вода вместе с взвешенными в ней мине­ральными частицами представляет собой пульпу, являющуюся исходным продуктом (питанием) классификатора. В классифика­торе пульпа разделяется на два или не­сколько продуктов (фракций) различной крупности. При разделении на два продукта более крупный продукт носит название песковой фракции, сокращенно — песков, а более мелкий назы­вается сливом. Раз­деление на три и более продукта (фракции) производится в многопродуктовых клас­сификаторах.

Силовое поле, под действием которого происходит разделение взвеси в классифи­каторе, может быть полем силы тяжести, иначе — гравитационным, и полем центро­бежных сил инерции. Поэтому все классифи­каторы можно разде­лить на две основные разновидности:

А — классификаторы rpавитационные (с гравитационным разделе­нием);

Б — классификаторы центро­бежные (с разделением в поле центро­бежных сил).

Во всех случаях слив удаляется деканта­цией, т. е. переливанием через слив­ной порог.

Вторым признаком для систематизации классификаторов, входящих в ту или иную разновидность, служит способ разгрузки песков; она может быть механической и самотечной.

Спиральный классификатор состоит из наклонного корыта, в котором по­мещены один или два вращающихся вала с насаженными на них спиралями.

Классификаторы изготовляются в двух конструктивных исполнениях — одно­спиральные и двуспиральные в зависимости от необходимой произ­води­тельности.

Различают два технологических типа спиральных классификаторов: с непо­груженными и с погружен­ными спиралями. В первом случае вся верхняя по­ловина витка спирали высту­пает над зеркалом пульпы, во втором — участок спирали, находящийся вблизи сливного порога, целиком погружен в пульпу.

Гидроциклоны.

Гидроциклоны — аппараты для классификации тонкоизмельченных матери­алов по гидравлической крупности в центро­бежном поле, создаваемом в резуль­тате вра­щения пульпы. Они применяются также для обогащения мелко- и сред­незернистых руд в тяжелых суспензиях.

Исходная пульпа подается в гидроциклон под давлением через питающую насадку, установленную тангенциально непосред­ственно под крышкой аппа­рата. Пески раз­гружаются через песковую насадку, а слив — через сливной пат­рубок, рас­положенный в центре крышки, и соединенный со сливной трубой не­посредственно или через сливную коробку. Движущихся деталей в гидроциклоне не имеется.

Главной действующей в гидроциклоне силой является центробежная сила инерции, возникающая при вращении пульпы благо­даря тангенциальной по­даче питания и осевой разгрузке продуктов. Под действием центробежной силы более крупные и более тяжелые частицы твердого отбрасываются к стенке кор­пуса гидроциклона и затем разгружаются через песковую насадку, а более тон­кие и легкие частицы выносятся со сливом.