![](/user_photo/_userpic.png)
книги из ГПНТБ / Производство заполнителей для бетона из песчано-гравийных смесей
..pdfОтсадка |
|
|
|
Из всех |
способов |
механического обогащения |
отсад |
ка является |
наиболее |
распространенным. Обогащение |
|
полезных ископаемых |
методом отсадки нашло |
широкое |
применение в рудной и угольной промышленности. Так,
в угольной промышленности |
более 50% |
всех |
добыва |
|||||
емых углей обогащают |
методом |
|
отсадки. |
Этим |
спосо |
|||
бом можно обогащать материалы, имеющие |
различные |
|||||||
крупность и минералогический |
состав. Так, |
крупность |
||||||
обогащаемых |
углей 0,5—200 м м , рудных |
минералов |
||||||
0,05—50 м м . |
В настоящее |
время |
отсадка находит все |
|||||
большее применение в технологии нерудных |
строитель |
|||||||
ных материалов. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Сущность |
процесса |
отсадки |
сводится |
к тому, что на |
||||
материал, находящийся |
на решете отсадочной |
машины |
||||||
(«постель»), |
воздействуют |
знакопеременные |
пульсиру |
|||||
ющие водные потоки, в |
связи с |
чем он |
разрыхляется, |
|||||
приходит во взвешенное |
состояние и зерна его |
рассла |
иваются по плотности. Зерна с большей плотностью со
средоточиваются в нижних слоях постели, а более |
лег |
||||||
кие— в верхних. При нисходящих потоках |
воды |
мате |
|||||
риал уплотняется на решете |
отсадочной |
машины |
под |
||||
действием |
собственного веса. |
Период |
разрыхления и |
||||
уплотнения |
постели |
отсадочной |
машины |
называется |
|||
циклом отсадки. Цикл |
отсадки в |
зависимости от |
круп |
ности и вида минерального сырья колеблется в пределах от десятых долей секунды до 1,5 сек.
Неоднородное сырье обогащают отсадкой в аппара тах, называемых отсадочными машинами. По конструк тивным признакам отсадочные машины разделяют на машины с подвижным и неподвижным решетом.
Пульсация воды в отсадочных машинах с подвиж ным решетом достигается возвратно-поступательным перемещением решета в водной среде. Эти машины (рис. 43) нашли широкое применение для обогащения марганцевых руд, их используют также для разделе ния неравнопрочных заполнителей бетона по прочности.
Отсадочные машины с неподвижным решетом делят на поршневые, диафрагмовые и беспоршневые. Поршне
вые отсадочные машины |
могут |
быть одно-, |
двух- и |
|
трехкамерными. Машины |
этого |
типа |
громоздки, сложны |
|
в управлении; они не нашли |
широкого применения в |
|||
промышленности. Диафрагмовые отсадочные |
машины |
|||
отличаются от поршневых тем, что в |
них роль |
поршня |
120
выполняет резиновая диафрагма, расположенная внизу, внутри или сбоку камер. Диафрагмовые отсадочные ма шины можно широко использовать, для обогащения нерудных строительных материалов.
Р и с 43. Отсадочная |
машина с подвижным решетом |
|||
/ _ корпус; |
2 — р а м а |
с |
решетом; 3 — |
крнвошнгшо-шатунныіі механизм: 4 — |
разгрузочное |
устройство |
для тяжелых |
продуктов: 5 — разгрузочное устройст |
|
|
во для |
легкого продукта; 6 — привод |
Рис. 44. Беспоршневая отсадочная машина ОМП-18
/ — корпус; 2— разгрузочные воронки; 3 — .решета; |
4 — роторные пульсато |
ры; 5 — поплавковые устройства; 6 — разгрузочные |
роторные устройства |
Беспоршневые отсадочные машины получили широ кое распространение в угольной промышленности; их так же применяют при производстве щебня и гравия за ру бежом. Пульсация воды' в этих машинах создается пе риодическими впусками и выпусками сжатого воздуха
121
при помощи золотников поршневого типа или роторных пульсаторов. Машины имеют большую полезную пло щадь и производительность. В настоящее время ворошиловградский завод им. Пархоменко выпускает бес поршневые отсадочные машины различных конструкций и типоразмеров (рис. 44). Особенностью этих отсадоч ных машин является расположение воздушных камер под решетом, что обеспечивает равномерную пульсацию во ды по всей площади машины и значительно уменьшает
ееразмеры.
ВСоветском Союзе исследования по обогащению не равнопрочного известнякового щебня методом отсадки впервые были проведены ленинградским институтом Механобр, а затем ВНИИЖелезобетоном и ВНИИНеру. дом. На основе проведенных исследований по обогаще нию гравия и щебня из гравия ВНИИЖелезобетоном
[23]была разработана и создана однокамерная отса дочная 'машина с подвижным решетом (рис. 45) произ водительностью по исходному материалу 40 т/ч. Она обеспечивает отделение мелкого материала от продук тов обогащения.
Отсадочная машина с подвижным решетом конструк
ции ВНИИЖелезобетона была |
испытана |
в |
технологи |
||
ческой линии на Вельской |
дробильно-сортировочной |
||||
фабрике при обогащении щебня |
из |
гравия |
|
крупностью |
|
5—20 мм. Содержание |
слабых |
пород в |
обогащенном |
||
щебне было снижено |
с 6,6 до 1,3%. |
Выход |
обогащен |
ного щебня составил 43,1%, расход воды—1 |
м3/т ис |
||||
ходного материала, извлечение |
зерен |
слабых |
пород в |
||
отходы — 92%- Отходы содержали |
10% |
зерен |
слабых |
||
пород. Этот материал может быть использован |
для не |
||||
ответственных бетонов марки |
300 |
и |
ниже. Объемный |
||
вес обогащенного щебня составил 2,63 г/см3, |
а исходного |
||||
и отходов — соответственно 2,57 |
и 2,52 |
г/см3. |
Обогащен |
ный в отсадочной машине щебень был испытан в желе зобетонных изделиях. Испытаниями установлена воз можность полной замены привозного высокопрочного щебня из гранитных пород обогащенным щебнем Вель ской дробильно-сортировочной фаібрики.
Отсадочная машина с подвижным решетом конст рукции ВНИИЖелезобетона прошла производственные испытания на Сычевском горно-обогатительном комби нате (Московская область) и Юр/барском карьере (Ли товская ССР).
Во ВНИИНеруде проведены исследования обогати-
122
мости методом отсадки щебня из карбонатных пород месторождений Самарской Луки и других районов По волжья, а также гравия Переваловского месторожде ния Свердловской области. Процесс обогащения нерав нопрочного материала исследовали в лабораторной от-
Рис. 45. Отсадочная машина с подвижным решетом для обогащения щебня и гравия
/ — корпус; 2 — крнвошипно-шатунный механизм; 3 — привод; |
4 — элеваторы |
|
для продуктов обогащения; 5 — пирамидальные |
приемники с |
затвором для |
выпуска мелкого подрешетного |
продукта |
|
Рис. 46. Беспоршневая отсадочная машина с вибрационным разгру зочным устройством
/ — корпус; 2 — в о з д у ш н ы е камеры; 3 — решета; |
4 — пульсаторы |
роторного |
типа; 5 — п р и в о д пульсаторов; 6 — разгрузочное |
устройство; 7 — привод раз |
|
грузочного устройства |
|
123
садочной машине периодического действия, реконструи рованной отсадочной машине 47Б-ОТ, серийно выпуска емой новосибирским заводом «Труд», а также на опыт но-промышленном образце беспоршневой отсадочной машины конструкции ВНИИНеруда.
В отсадочной диафрагмовой машине 47Б-ОТ были реконструированы узел привода, разгрузочное устрой ство и решето, понижено число оборотов приводного ме ханизма и увеличена амплитуда колебаний воды. Раз грузочное устройство обеспечивает разделение обога щаемого материала на два продукта.
Параметры |
работы машины |
исследовали на |
щебне |
|||
фракций 5—10; 10—20 и 20—40 мм, состоящем из |
трех |
|||||
основных разновидностей |
карбонатных пород: |
сахаро- |
||||
видные доломиты — прочные, |
пелитоморфные |
известня |
||||
ки— средней |
прочности |
и |
органогеннодетритовые из |
|||
вестняки — слабые. В результате |
исследований |
был оп |
ределен оптимальный режим процесса отсадки неравно
прочного щебня: |
амплитуда |
колебания |
воды |
50 |
мм, |
|||||||||
частота |
пульсации |
100 |
кол/мин, |
|
удельная |
производи |
||||||||
тельность 11 —13 |
т/ч, расход |
воды 2,5 м3/т, высота |
пос |
|||||||||||
тели материала на решете 150—160 мм. |
|
|
|
|
||||||||||
Исследования |
|
обогатимости |
в |
реконструированной |
||||||||||
отсадочной машине 47Б-ОТ проводили также на |
щебне |
|||||||||||||
фракций |
5—20 и 20—40 мм |
карьеров |
Сококого, Жи |
|||||||||||
гулевского и |
Яблоневый |
Овраг. |
Физико-механические |
|||||||||||
свойства |
продуктов |
обогащения |
приведены в табл. |
20. |
||||||||||
На основе проведенных исследований во |
ВНИИНеруде |
|||||||||||||
создан |
опытно-промышленный |
образец |
беспоршневой |
|||||||||||
отсадочной |
машины |
с |
вибрационным |
разгрузочным |
||||||||||
устройством для обогащения |
щебня и гравия |
(рис.46). |
||||||||||||
После стендовых испытаний и установления |
режима |
|||||||||||||
обогащения |
неравнопрочного |
щебня |
Жигулевского |
|||||||||||
карьера |
отсадочная |
машина |
была |
установлена на опыт |
||||||||||
ной технологической |
линии |
дробильно-сортировочного |
||||||||||||
завода |
№ 1 Сокского |
карьера. Параметры работы |
ма |
|||||||||||
шины |
были приняты в |
соответствии с ее |
испытаниями |
|||||||||||
на щебне Жигулевского |
карьера, но расход |
воды |
сни |
жен до 120 м3/ч. Производительность машины изменялась
от 50 до 65 т/ч, при этом выход |
обогащенного |
щебня |
составлял 36—40%. Результаты |
обогащения приведены |
|
в табл. 21, 22. Схема опытной |
технологической |
линии |
для обогащения неравнопрочного щебня дана на рис. 47.. Испытания опытно-промышленного образца беспор-
124
Т а б л и ц а 20. Результаты обогащения неравнопрочного щебня в отсадочной машине
|
|
Исходный |
щебень |
Обогащенный щебень |
|||
|
Крупность |
|
|
|
|
|
|
Месторождение |
зерен |
С о д е р ж а |
|
|
Содержа |
||
|
в мм |
ние |
проч |
Объемный |
Выход |
ние |
проч Объемный |
|
|
ных |
пород вес в г/см' |
в % |
ных |
пород вес в г/см' |
|
|
|
в % |
|
|
в % |
|
Ж и г у л е в с к о е : |
|
76,1 |
2,48 |
50,8 |
92 |
2,53 |
|
проба |
1 |
5—20 |
76 |
2,48 |
52,6 |
90,1 |
2,51 |
|
|
|
94,6 |
2,54 |
48,5 |
96,3 |
2,61 |
проба |
2 |
5—20 |
94,6 |
2,54 |
49 |
95,7 |
2,58 |
|
|
|
Прочность на сжатие* |
||
Извлече |
Объемный |
в |
кгс/см' |
||
|
|
|
|||
ние |
проч |
вес о т х о |
|
|
|
ных |
пород |
дов в |
|
|
|
в % |
г/см' |
обогащен |
отходов |
||
|
|
|
ного щебня |
||
|
|
|
|
||
61,5 |
2,4 |
933 |
|
704 |
|
869 |
|
792 |
|||
|
|
|
|
||
82,4 |
2,43 |
1028 |
|
748 |
|
957 |
|
847 |
|||
|
|
|
|
||
49,4 |
2,48 |
1140 |
|
750 |
|
950 |
|
770 |
|||
|
|
|
|
||
49,6 |
2,49 |
1040 |
|
740 |
|
970 |
|
780 |
|||
|
|
|
|
|
20—40 |
83,8 |
2,57 |
66,9 |
95,2 |
2,62 |
76,0 |
2,41 |
|
|
|
73,9 |
2,43 |
|
90,4 |
|
|
632 |
525 |
Сокско е |
5—20 |
41,4 |
2,48 |
50,8 |
2,36 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
606 |
462 |
|
20—40 |
62,4 |
2,35 |
24 |
93,4 |
2,46 |
53,9 |
2,3 |
|
|
|
55,2 |
2,37 |
45 |
91,5 |
2,42 |
74,7 |
695 |
567 |
Яблоневый Овра г |
5—20 |
2,33 |
548 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
658 |
|
|
20—40 |
78,7 |
2,38 |
61 |
90 |
2,43 |
70,1 |
2,31 |
|
* Н а д чертой — прочность |
на сжатие |
фракции |
10—20 мм; под чецтой — 5—10 мм. |
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 21. |
Результаты |
обогащения |
щебня |
|
|
|||||||
|
Сокского карьера |
в беспоршневой |
отсадочной машине |
|||||||||||
ИсходныП ма |
Обогащенный |
продукт |
|
Отхсды |
|
Разница |
исходного |
|||||||
|
|
и обогащенного |
||||||||||||
териал |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
продуктов |
|||||
|
|
|
|
|
|
СО |
|
|
|
|
|
|||
вес |
|
|
|
cj |
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
|
|
|
|
|
|
(- |
|||
й |
|
|
|
UJ |
|
J2 |
|
|
си |
л |
|
|
|
|
|
|
|
Ш |
|
|
аз |
|
о 1 |
|
и |
||||
х п |
|
|
CS |
ъ |
|
и |
|
|
3 |
О |
|
|
о |
|
|
с |
|
|
|
|
|
|
X -î |
||||||
S g |
о а ^ |
Ч |
a g |
о си |
|
|
X п |
О CL» «Г |
|
|
p. L. |
|||
о « •> |
7~- |
|
X s ^ |
Ю О) |
|
° tr |
||||||||
J3 |
X |
«о |
4 |
6 3со3 |
|
väS g« |
О со >- |
|
|
|||||
|
|
|
2 |
S |
s |
|
|
|
о и |
|
|
|||
О к |
С о « |
m |
О и_ |
|
|
|
О в |
£•* % |
mоо |
|
я m |
|||
2,4 |
|
398 |
|
2,45 |
540 |
|
2,31 |
435 |
0,05 |
|
142 |
|||
2,41 |
|
455 |
40 |
2,46 |
580 |
|
2,37 |
445 |
0,05 |
|
125 |
|||
2,35 |
|
455 |
36 |
2,44 |
550 |
|
2,3 |
405 |
0,09 |
|
95 |
|||
2,43 |
|
474 |
40 |
2,5 |
|
650 |
|
2,36 |
460 |
0,07 |
|
176 |
||
2,39 |
|
525 |
40 |
2,49 |
605 |
|
2,34 |
460 |
0,1 |
|
80 |
|||
2,44 |
|
535 |
40 |
2,52 |
705 |
|
2,37 |
505 |
0,08 |
|
170 |
|||
2.44 |
|
540 |
36 |
2,49 |
680 |
|
2,41 |
540 |
0,05 |
|
140 |
|||
2,43 |
|
545 |
40 |
2,5 |
|
650 |
|
2,38 |
500 |
0,07 |
|
105 |
||
Т а б л и ц а |
22. |
Результаты обогащения |
щебня |
в беспоршневой |
||||||||||
|
|
|
|
отсадочной |
машине |
|
|
|
|
|||||
Исходный |
материал |
|
Обогащенный |
щебень |
Извлечение |
пород |
||||||||
Содержа |
Содержа |
|
|
С о д е р ж а |
Содержа |
тяжелее |
|
|
||||||
|
|
2,3 |
г/см' |
легче |
||||||||||
ние пород |
ние |
отму |
Выход |
ние |
пород |
ние |
отму |
в |
обога |
2,3 |
г/см' |
|||
легче |
чиваемых |
в % |
легче |
|
чиваемых |
щенный |
в |
отходы |
||||||
2,3 |
г/см3 |
частиц |
|
|
2,3 |
г/см' |
частиц |
продукт |
|
в % |
||||
в % |
в % |
|
|
в % |
|
|
в % |
|
в % |
|
|
|||
26,1 |
6,3 |
40 |
10 |
|
|
Следы |
|
49 |
|
84,6 |
||||
34,5 |
6,5 |
36 |
14,5 |
|
|
» |
|
47 |
|
88,6 |
||||
20,8 |
6,2 |
40 |
6,1 |
|
|
» |
|
47,5 |
|
80,4 |
||||
19,3 |
6 |
|
40 |
3,2 |
|
|
» |
|
48 |
|
93 |
шневой отсадочной машины были проведены на Жигу левском карьере. Исходный материал в отсадочную ма шину поступал с конвейера контрольного разгрузочного пункта при помощи плужкового сбрасывателя, бункера
Рис. 47. Схема опытной технологической линии для обогащения щѳбня
/ — бункер исходного мате риала: 2 — отсадочная ма
шина с вибрационным раз грузочным устройством; 3 — ресивер: 4 — воздуходув
ка; 5 — насос 5ГР-8
126
и конвейера. На машине обогащали щебень фракции 5—20 мм .после третьей и четвертой стадий дробления на дробильно-сортировочном заводе и опытной установке с двухпоточной технологической линией. При этом была установлена возможность эффективного обогащения неравнопрочного щебня Жигулевского карьера. Опытнопромышленные испытания показали, что неравнопроч ный щебень Жигулевского и Сокского карьеров может быть успешно обогащен по прочности в беспоршневой отсадочной машине. Разница объемных весов обога щенного и исходного щебня составляет 0,05—0,1 г/см3, прочность обогащенного щебня Жигулевского карьера выше исходного на 140—250 кгс/см2. В зависимости от качества исходного продукта получены заполнители для бетонов марок 300, 400 и 500.
Прочность |
обогащенного щебня дробильно-сортиро- |
|||
вочного |
завода |
№ |
1 Сокского карьера |
также выше, ис |
ходного |
в среднем |
на 100—150 кгс/см2. |
Однако ввиду |
низкого качества исходного минерального сырья не был
получен высокопрочный щебень. |
Содержание |
слабых |
||
пород в обогащенном щебне было |
снижено по сравне |
|||
нию с исходным в 1,7,—2,6 раза, а |
пород с плотностью |
|||
2,3 г/см3 в 2,4—6 раз. Извлечение |
слабых |
пород в |
отхо |
|
ды (промежуточный |
продукт) составило |
80,4—93%. В |
||
процессе обогащения |
щебня в отсадочной |
машине и его |
транспортирования разгрузочным устройством происхо дит интенсивная промывка материала. Выход обогащен
ного щебня Жигулевского карьера |
составил 50% и |
|
щебня Сокского карьера 40—50%. Отходы |
могут быть |
|
использованы как заполнители для |
бетонов |
марки 300 |
и ниже. |
|
|
Положительные результаты промышленных испыта ний беспоршневой отсадочной машины показали прак тическую возможность и экономическую целесообраз ность внедрения отсадочных машин в технологию про изводства нерудных строительных материалов с целью получения прочных заполнителей хорошего качества для бетона.
Обогащение по упругости и трению
Обогащение, по упругости и трению основано на раз личии физико-механических свойств слабых и прочных пород. Физический смысл процесса обогащения по упру гости заключается в использовании различной интенсив-
127
ности отталкивания, испытываемого породами с различ ными упругими свойствами вследствие удара их о жест
кую твердую поверхность. При |
ударе |
какого-либо |
зер |
|
на об упругую поверхность возникает |
сжатие |
(измене |
||
ние формы) поверхности соударяющихся тел и |
затем |
|||
их восстановление. В момент |
восстановления |
первона |
||
чальной формы соударяющихся тел происходит |
|
оттал |
кивание их друг от друга. Отношение скоростей частицы в момент ее удара о массивную плиту и отскока назы вается коэффициентом восстановления К, который опре деляют по формуле:
где ü i — с к о р о с т ь падения зерна в момент |
удара |
в |
см/сек; |
ѵг — |
||||||
скорость отскока зерна после удара в см/сек; |
h\ — высота |
падения |
||||||||
зеряа в см; Л2 — высота отскока |
зерна |
в |
см. |
|
|
|
|
|
||
Коэффициент восстановления |
изменяется |
от 0 до 1. |
||||||||
Для абсолютно упругих тел К=Л, |
а для |
абсолютно |
не |
|||||||
упругих тел К—О. Наиболее простым способом |
отделе |
|||||||||
ния менее упругих тел от упругих является |
обогащение |
|||||||||
по упругости на массивной упругой наклонной плите. |
||||||||||
Во ВіНИИНеруде |
[24] |
были |
проведены |
исследова |
||||||
ния по обогащению |
неравнопрочного |
гравия на |
|
лабо |
||||||
раторном образце плоской |
вибрационной |
плиты. |
Поло |
|||||||
жительные |
результаты |
разделения |
неравнопрочного |
|||||||
гравия позволили создать опытно-промышленный |
|
обра |
||||||||
зец плоского |
вибрационного |
классификатора. |
Эффек |
тивность разделения гравия по прочности на неподвиж ной и вибрационной плите одинакова. Однако при помо
щи вибрации |
поверхность |
плиты |
|
очищается от |
налип |
|||||
ших глины и песка. Плоский вибрационный |
классифика |
|||||||||
тор испытывали на гравии фракций 5—10, |
10—20 и 20— |
|||||||||
40 м м |
Дертниковского |
месторождения |
Ярославской |
|||||||
области. В табл. 23 приведены |
результаты |
разделения |
||||||||
гравия по прочности. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Опытный |
образец плоского |
вибрационного |
класси |
|||||||
фикатора |
был испытан в |
производственных |
условиях |
|||||||
Погранского |
карьероуправления |
|
(Ленинградской |
об |
||||||
ласти) при отделении комовой глины от щебня |
из |
гра |
||||||||
вия. Испытаниями была выявлена возможность |
эффек |
|||||||||
тивного отделения |
комовой |
глины |
от |
щеібня из гравия. |
||||||
•На основе проведенных исследований во |
ВНИИНеру- |
|||||||||
де в 1968 |
г. был |
создан |
передвижной |
промышленный |
||||||
образец |
плоского |
вибрационного |
классификатора |
(рис. |
128
Т а б л и ц а 23. Результаты разделения гравия Дертниковского месторождения на плоском классификаторе
Материал |
Крупность |
Выход |
Объемный |
Прочность |
|
зерен |
в % |
вес в г/см' |
на |
сжатие |
|
|
в ММ |
|
|
в |
кгс/см' |
Исходный |
5—10 |
100 |
2,58 |
|
965 |
|
10—20 |
100 |
2,51 |
|
1221 |
|
20—40 |
100 |
2,6 |
|
|
Обогащенный |
5—10 |
71,9 |
2,65 |
|
1230 |
|
10—20 |
72,6 |
2,58 |
|
1275 |
|
20—40 |
• 86,2 |
2,67 |
|
|
Отходы (промежуточный |
5—10 |
28,1 |
2,52 |
|
596 |
продукт) |
10—20 |
27,4 |
2,39 |
|
660 |
|
20—40 |
17,4 |
2,39 |
|
|
48), предназначенного для отделения комовой глины непосредственно в карьере. Плоский вибрационный классификатор испытывали на экспериментальной базе ВНИИНеруда. Производительность его на гравии 10— 20 мм была принята 20 т/ч, на гравии 20—40 мм — 40 т/ч. Влажность глины составляла 23%. Исследовани ями было установлено, что глина успешно отделяется от гравия. Обогащенный гравий, как правило, содержит глины менее 1%. Выход гравия в отходы в отдельных опытах достигал 15%.
Плоский вибрационный классификатор прошел про изводственные испытания на Суклейском карьере произ водственного предприятия «Гидромеханизация» Молдав ской СОР. На нем обогащали гравий фракции 5—10 мм, полученный при сухом рассеве песчано-гравийной массы на грохоте. Комовой глины в исходном гравии содержа лось 10—25%. В результате обогащения получены два •продукта: обогащенный гравий, содержащий, как прави ло, 'Менее 1% комовой глины, и отходы, в которых кон центрируется основная масса глины. Извлечение гравия в обогащенный продукт составило 55—60%, а глины в отходы 90—96%.
Классификатор для отделения глины конструктивно
прост, |
для его установки |
не требуется фундамента. С |
целью |
снижения выхода |
гравия в отходы необходимо |
разделять исходный материал на три продукта и перео-
129