книги из ГПНТБ / Дробление и грохочение углей И. В. Пономарев. 1960- 36 Мб

Глава //

ГРОХОЧЕНИЕ

1. Общие сведения о грохочении

Процесс разделения рыхлой смеси горной породы или угля на классы по крупности называется классификацией.

Классификация по крупности, осуществляемая на ситах и колосниковых решетках, называется грохочением, а машины и устройства, предназначенные для этой операции, — грохотами.

При грохочении угля и других материалов на одном какомлибо сите получается два продукта. Верхний, который не про­ шел сквозь отверстия данного сита, носит название надрешет­ ного продукта и обозначается знаком + (плюс) и нижний, ко­

торый просеялся через отверстия сита, называется подрешетным продуктом и обозначается знаком — (минус).

Цель и значение грохочения углей

Цель грохочения заключается в разделении рыхлой смеси угля на ряд сортов, определяемых размерами кусков, так как значительное количество углей и антрацитов используется только в сортовом виде. Классифицированные сорта энергети­ ческих каменных и бурых углей, антрацита и горючих сланцев позволяют сводить тепловые потери до минимума. При сжига­ нии в топках рассортированного угля приток воздуха в зону горения происходит равномерно и процесс горения идет значи­ тельно эффективнее. Работа на рядовом угле приводит к боль­ шим потерям топлива за счет потери мелочи (6 мм и меньше)

в провале и уносе.

Грохочение является подготовительной операцией перед обо­ гащением или брикетированием углей. На сортировках грохоче­ ние представляет самостоятельную операцию получения сорто­ вого топлива.

Большое значение имеет грохочение углей в подготовке шихты перед коксованием, в процессе избирательного дробления и при обезвоживании продуктов обогащения.

82 Грохочение

При повышенной влажности и невозможности рассева угля класса 13—25 мм можно выпускать класс БМСШ размером кусков 25 мм. При слабоструктурных бурых углях, не обеспечи­ вающих выход класса размером 25—50 мм, можно выделить класс угля 13—50 мм, условно обозначаемый БОМ.

Размерность горючих сланцев устанавливается стандартом. Например, в соответствии с техническими условиями на горю­ чие сланцы треста Ленинградсланец принятая размерность вы­ деления классов при грохочении 30—100 мм и <30 мм.

По тресту Эстонсланец выделяются классы крупностью

125—400, 25—125 и 0—25 мм.

Выпуск других классов по крупности угля, антрацита и сланца, не предусмотренных классификацией действующих стан­ дартов, допускается в особых случаях при специальном назна­

ГОСТ 5526—56, по которому на углеобогатительных и брикет­ ных фабриках, а также на сортировках при шахтах и карьерах принято различать следующие виды грохочения топлива: пред­

варительное, подготовительное, окончательное, вспомогательное,,

обезвоживание и обесшламливание, избирательное грохочение.

Предварительное грохочение — это отделение крупных кусков

из основной массы исходного угля для последующего их дроб­ ления и выборки породы, что необходимо при содержании ме­

лочи в исходном угле. В этом случае дробилка освобождается от поступления в нее значительной части угля с размером кус­ ков, равных размеру выпускной щели, что позволяет избежать излишнее переизмельчение, уменьшить расход стали на тонну

переработанного угля, снизить расход энергии и стоимость пер­ вичного дробления, а также увеличить эффективность процесса выборки породы и посторонних предметов. Коэффициент полез­

ного действия при предварительном грохочении принимается в пределах 80—85%.

Подготовительное грохочение производится для получения определенных классов угля по крупности для последующей их раздельной обработки на углеобогатительных и брикетных фаб­ риках. В результате подготовительного грохочения получаются

машинные классы. В зависимости от метода обогащения и при­

нятых машин для обогащения при подготовительном грохочении

принимается соответствующая шкала классификации, т. е. от­

ношение между размерами наибольшего и наименьшего кусков угля и антрацита. Подготовительное грохочение и особенно от­ сев мелких классов оказывают существенное влияние на пока­ затели процесса обогащения (извлечение, качество концентра­

тов и др.). Коэффициент полезного действия на подготовитель­ ном грохочении для каменных углей с исходной влажностью Wp

не более 4—5% принимается 85—90%.

Окончательное грохочение представляет собой самостоятель­ ную операцию при получении на сортировках различных сортов антрацита и некоторых марок энергетических углей, которые на­ правляются потребителю как готовая продукция. В связи с этим

окончательное грохочение должно быть возможно более точным и к. п. д. грохочения при этом принимается в пределах 91—93%. Полученные готовые товарные сорта, как указывалось выше, рег­ ламентируются по крупности действующими общесоюзными стандартами.

Вспомогательное грохочение применяется как перечистная

операция в основном на сортировках для выделения мелочи из

грохоченых углей. Обоснованием для перечистки грохоченых уг­ лей служат условия нормальной отгрузки сортового топлива,

содержание мелочи в которой не должно быть больше уста­ новленного производственным стандартом для данной сорти­ ровки или углеобогатительной фабрики.

В отдельных случаях вспомогательное грохочение может являться контрольной операцией, как например, при дробле­ нии угля в замкнутом цикле с целью получения готового про­ дукта определенной крупности.

Обезвоживание и обесшламливание применяются для отде­

ления воды и шлама от продуктов мокрого обогащения. Для

обезвоживания (на грохотах) крупного угля применяются ще­ левидные сита с отверстиями от 1 до 0,5 мм и мелкого угля — от

0,5 до 0,25 мм.

Обезвоживание крупных классов энергетических углей может быть произведено одновременно с их классификацией на товар­ ные сорта.

Грохоты применяются также при гидравлическом обеспыли­ вании угольной массы. Пыль и вода удаляются в виде шлама.

6*

34 Грохочение

Этот процесс получает наибольшее применение тогда, когда су­ хое обеспыливание не дает положительных результатов.

При избирательном грохочении получаемые классы отли­

чаются не только по своей крупности, но и по качеству. Этот вид грохочения является операцией обогащения. Если в угле, наря­ ду с другими ингредиентами, имеется значительная примесь вы­ сокозольного фюзена, об­

деление угля от мелкого к крупному сорту производится гро-

хочением на ситах, расположенных в одной плоскости. Движе­

в соответствующие бункера без дополнительных транспортных устройств. Общая высота всей установки грохота относительно

небольшая по сравнению с грохочением другими способами. Это приводит к упрощению и удешевлению транспортных расходов и т. п. К недостаткам этого способа следует отнести:

пониженное качество классификации, так как исходный ма­

териал поступает на сито с наиболее мелкими отверстиями, в

результате чего происходит перекрытие крупными кусками не­

которой части отверстий, что затрудняет эффективное просеива­ ние мелких зерен;

крупные куски угля проходят наиболее длинный путь, что

приводит к их частичному переизмельчению;

преждевременный износ слабого сита; грохот необходимо значительно удлинить, что затрудняет его

уравновешивание.

Обычно последовательное выделение от мелкого к крупному

сорту применяется при грохочении относительно сухих углей, хотя в этом случае грохоты имеют низкий к. п. д. и малую удельную производительность на ситах с мелкими отверстиями.

При последовательном грохочении от крупного к мелкому

сорту угля (см. рис. 44, 2) сразу же отделяются наиболее круп­ ные куски, что снижает нагрузку на нижнее более мелкое сито,

повышает к. п. д. грохочения и уменьшает износ сит. При этом способе за счет более короткого пути движения крупного угля уменьшается его дополнительное измельчение. К недостаткам следует отнести: трудности надзора, смены сит и ремонта;

сложность конструкции и большая высота грохота; узкий фронт

разгрузки сортового угля, что требует дополнительной установки желобов.

Грохочение от крупного к мелкому является общепринятым способом, широко применяющимся на угольных предприятиях и особенно там, где требуется хорошее качество классификации и отсутствует надобность в широком фронте разгрузки. Этот способ получил большое распространение на сортировках со слабо развитым бункерным хозяйством, где имеет значение ком­ пактность всей установки.

развитым фронтом бункерного хозяйства.

Понятие о шкале классификации и крупности отдельных зерен

Отношение между размерами максимального и минималь­ ного зерен в отдельном классе по крупности называется шка­ лой классификации (грохочения), имеющей важное значение при определении гранулометрического состава продуктов обо­

при помощи набора сит, составленного по определенному

модулю.

Модулем набора или ряда называется величина постоянного отношения между размерами отверстий смежных сит.

За модуль основного ряда (набора) стандартных сит в угольной промышленности принят знаменатель геометрической

Один какой-либо размер отверстия в сите берется за осно­ вание данного набора. В СССР принята метрическая система мер, размер отверстий крупных сит измеряется в миллиметрах,

мелких — в миллиметрах или микронах.

Промышленная шкала грохочения устанавливается в зави­

обогатимости и менее эффективных способов обогащения при­ меняется узкая шкала классификации. При легкообогатнмых

углях и эффективных способах обогащения применяется ши­

рокая шкала классификации.

Крупность отдельного зерна характеризуется его линейными размерами: шириной Ь, длиной I и высотой h.

При неправильной форме зерен их размеры замеряются по

трем взаимно перпендикулярным направлениям. Обычно поль­ зуются средними диаметрами отдельных частиц или частиц от­ дельных классов.

Средний диаметр зерен определенного класса по крупности находится по формуле

где Tj, у2, 73,— соответственно выход каждого клас­

са, %;

zZi, d2, d3,.dn — средний диаметр соответствующих клас­ сов, мм-

п — количество классов.

Выход отдельных классов определяется в процентах. Раз­ мер крупных и мелких зерен выражается в миллиметрах, а тон­

ких — в микронах.

2. Ситовый анализ

Для определения данных, необходимых при проектировании вновь строящихся углеобогатительных предприятий, расчете и выборе основного и вспомогательного оборудования, при ис­ следовании новых месторождений или отдельных шахтопластов действующих шахт, отбираются соответствующие пробы, кото­

рые подвергаются ситовому и фракционному анализам.

Ситовый анализ про­

изводится для определе­ ния выходов угля по крупности, а также его качества в каждом клас­ се. Согласно ГОСТ

3249—46, для ситового анализа используют ото­

дробильно-сортировочно­ го оборудования. Полученные в результате рассева классы по

крупности взвешиваются с точностью до 0,1 кг.

Рассев пробы начинают от сита с большими размерами от­ верстий, переходя последовательно к ситам с меньшими раз­ мерами отверстий. После рассева эксплуатационной пробы от угля, антрацита и сланца каждого выделенного класса вручную отделяют породу, колчедан и сростки угля, которые раздельно взвешиваются для определения выхода каждого из них в про­ центах к весу всей пробы. При оценке работы дробильно-сорти­

ровочных машин по ситовым анализам предусматривается уста­ новление гранулометрического состава угля, определение эффек­

анализа. При построении суммарной кривой крупности (рис. 45) на оси абсцисс откладывают размер отверстий сит в миллимет-

(на левой — выход сверху, на правой — выход снизу).

Если построенная кривая более вогнутая, то в испытуемой смеси преобладают мелкие зерна, при выпуклой кривой в исход­ ной смеси преобладают крупные зерна. По характеру кривой