Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Производство заполнителей для бетона из песчано-гравийных смесей

..pdf
Скачиваний:
7
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
8.55 Mб
Скачать

Отсадка

 

 

 

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

м3ис­

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

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ