24.6. Особенности организации складов готовой продукции

Складское хозяйство - один из основных участков технологического комплекса завода по переработке горной массы. Организация и комплексная механизация погрузочно-складского хозяйства существенно влияют на технико-экономические показатели всего КДЗ и качество продукции. В общей стоимости строительства КДЗ затраты на сооружение складов составляют 20-40 %. Вместимость склада определяет его тип и способы механизации погрузочных работ, зависящие от производительности предприятия и режима отгрузки готовой продукции.

Склады предназначены для создания запасов готовой продукции в целях обеспечения бесперебойной работы предприятия при перерывах в подачах транспорта, остановках завода. Склады готовой продукции классифицируют по способу хранения - открытые, закрытые, комбинированные; по форме и типу сооружений - конусные, штабельные; по способу образования - эстакадные (готовый продукт загружают на склад с ленточных конвейеров), бестраншейные (экскаваторные), рис. 24.15.

Рис. 24.15. Схемы складов щебня:

а - конусные; б - штабельные; в - эстакадные; 1 - разгрузчик толкающего типа или экскаватор; 2 - конвейер; 3 - поворотный конвейер

На конусных складах качество отгружаемой продукции снижается за счет сегрегации (использования бульдозеров при передвижке и растаскивании материала, перелопачивания экскаватором, отсутствия твердого покрытия в основании склада). Для устранения этого недостатка устраивают площадки хранения с твёрдым покрытием, исключают использование бульдозеров, а экскаваторную погрузку заменяют более мобильными одноковшовыми погрузчиками на пневмоколесном ходу.

Для штабельных складов характерны те же недостатки, их преимущество - возможность размещения в них большого количества продукции.

Более удобны полубункерные и особенно бункерные склады. В них отсутствуют «мертвые» зоны, поэтому отпадает потребность в машинах и подгребании материалов. Они незаменимы для хранения высококачественной продукции. Существенный их недостаток - высокая стоимость и невозможность использования для хранения и загрузки влажных материалов зимой. Наиболее эффективны силосные склады сборно-разборного типа. Для подачи материала со складов в транспортные средства используются транспортеры, экскаваторы и фронтальные одноковшовые погрузчики на пневмоколесном ходу.

24.7. Технологические процессы обогащения и улучшения каменных материалов

Процессы обогащения и улучшения каменных материалов разделяются на промывку, гидравлическую классификацию, обогащение щебня по форме зерен, обезвоживание, обогащение щебня и гравия по прочности, обогащение щебня в тяжелых средах.

Промывка. Для повышения качества щебня в технологические схемы КДЗ включают промывку материала в две и даже три стадии. В месторождениях изверженных и метаморфических пород глинистые включения отсутствуют, поэтому в технологических операциях переработки таких пород промывку предусматривают только при значительном содержании пылеватых частиц.

В месторождениях осадочных пород и гравийно-песчаном материале практически всегда присутствуют глина и пылеватые частицы, содержание которых превышает допустимые пределы.

Процесс промывки основан на способности глины разрушаться в водной среде, в результате чего она может быть отделена от сырья и удалена в слив. Погруженная в воду глина впитывает в себя влагу, ее поверхностные слои набухают и становятся рыхлыми. При интенсивном трении всей горной массы в промывочной машине эти слои непрерывно удаляются. Свежеобнаженные поверхности зерен вновь подвергаются воздействию воды. Качественную оценку промываемости материала проверяют показателем промываемости, определяющим количество энергии, затраченной на промывку единицы материала (удельного расхода энергии):

где (24.2)

N - мощность, необходимая для промывки материала, кВт;

П - производительность машины, т/ч.

В зависимости от удельного расхода энергии для промывки того или иного материала выбирают тип промывочной машины. Легко промываемые материалы, на промывку которых расходуется мало энергии, могут быть промыты на плоских виброгрохотах с брызгалами. Для труднопромываемых материалов необходимы сложные промывочные машины с интенсивным воздействием: гравиемойки-сортировки, грохоты, вибрационные вибромойки и вибрационные плоские грохоты; корытные наклонные и горизонтальные мойки. Техническая характеристика промывочных машин приведена в табл. 24.10.

Таблица 24.10

Техническая характеристика промывочных машин

Характеристики	Корытные мойки			Вибромойка СМД-88
	К-12	К-14	К-7
Производительность, т/ч	100	150	60; 40; 30	100
Максимальная крупность промываемого материала, мм	100	100	40	150
Диаметр окружности, описываемой лопастями вала, мм	1200	1400	750	-
Угол установки мойки, град	18-12	8-12	-	2,5
Число заходов лопастной спирали	2	2	2	-
Шаг лопастей спирали, мм	660	700	-	-
Частота вращения лопастных валов, мин-1	15; 12; 9,4	15; 12; 9,4	32; 21,5; 5	-
Параметр сливного порога, м	6	7	31,9; 26; 24	-
Установленная мощность, кВт	55	75	н/д	44
Размеры ванны, мм: длина	9050	9050	-	-
ширина	2936	3346	-	-
Габаритные размеры мойки, мм: длина	11810	12048	8950	4000
ширина	3463	3684	2840	2800
высота	1941	2156	1000	3100
Масса, кг: без материала	23050	30883	10500	8400
с материалом и водой	40000	31000	15000	-

Увеличение расхода воды повышает эффективность промывки до известного предела, повышение температуры воды способствует более интенсивному растворению веществ, связывающих глинистые частицы, в результате чего эффективность промывки возрастает. При добавлении в воду электролитов происходит полный обмен катионов магния и кальция, в результате чего уменьшаются силы сцепления частиц. Глина становится пористой, менее гидростойкой, легче диспергируется в воде. При расходе электролита до 1 % в расчете на сухую массу глины уменьшается время размыва примерно в 1,5-2 раза.

Гидравлическая классификация. Процесс разделения зерен в жидкости по скоростям их падения осуществляют в классификаторах. Крупность материала, подвергаемого гидравлической классификации, не превышает 5 мм. Классификация производится в вертикальных и горизонтальных струях воды. Кроме гидравлических и механических, применяют спиральные классификаторы, представляющие собой короб, основной рабочей частью которого является спиральное устройство. При вращении спирали песок, поступающий вместе с водой, взмучивается, слив, содержащий мелкие частицы, отводится в нижнюю часть короба через сливной порог, а крупные частицы подаются спиралью к верхнему загрузочному окну. Спиральные классификаторы отличаются простотой, большой производительностью и эффективностью. Техническая характеристика спиральных классификаторов приведена в табл. 24.11.

Таблица 24.11

Техническая характеристика спиральных классификаторов

Показатели	Классификаторы
	1-КСН-5	1-КСН-7,5	1-КСН-10	1-КСН-12	1-КСН-15
Диаметр спирали, мм	500	750	1000	1200	1500
Производительность по твердому материалу, т/сут: по песку по сливу	54-260 13,5-77	100-445 31-163	160-1000 50-250	960-1940 155	1100-2700 240
Частота вращения спирали, мин-1	12,0	7,8	5,0	4,1-8,3	2,9-5,8
Угол наклона корыта, град	14-18	14-18	14-18	12-15	12-18
Длина корыта, мм	4500	5500	6500	6500	8200
Мощность привода, кВт: вращения спирали подъема спирали	1,0 -	2,8 -	7,0 1,7	5,0 1,7	10,0 1,7
Габаритные размеры, мм: длина ширина высота	5430 934 1275	6730 1077 1575	7810 1620 1934	8200 1586 3858	9855 1933 4650
Масса, кг	1470	2900	3870	6655	12710

Гидравлические классификаторы относят к группе гравитационных аппаратов, в которых вода служит средой, разделяющей зернистый материал на сорта по крупности. Применяют горизонтальные и вертикальные классификаторы (рис. 24.16).

Рис. 24.16. Схема промывки и классификации песчано-гравийной смеси в вертикальном гидроклассификаторе

Процесс гидроклассификации осуществляется следующим образом. Песчано-гравийную смесь подают в классификатор через нижний патрубок 6, которая, пройдя диффузор 3, поступает в обогатительную камеру 2, площадь сечения которой намного больше площади верхнего сечения диффузора. Поэтому скорость восходящего потока смеси значительно уменьшается, что влечет за собой выпадение наиболее крупных частиц, которые попадают из обогатительной камеры 2 в классификационную 4, которая расположена между диффузором 3 и внешней оболочкой аппарата.

В нижнюю часть классификационной камеры 4 подают из водонапорной башни чистую воду под напором через патрубок 5. Вода образует в камере восходящий поток, в котором материал разделяется по заданному граничному зерну. Частицы песка, скорость падения которых меньше скорости восходящего потока, через верхний сливной коллектор по трубе 1 отводятся в шлам, а крупный продукт, выпавший из классификационной камеры 4, обезвоживается и подается на склад. Гидроклассификация позволяет обеспечить разделение материала на два размера по одному граничному зерну. Граница разделена в пределах от 0,5 до 3 мм.

Обогащение щебня по форме зерен. Щебень кубовидной формы получают в виброгрохотах с щелевидными ситами, грануляцией щебня в роторных дробилках ударного действия и в барабанных грануляторах (рис. 24.17).

Рис. 24.17. Схема обогащения щебня по форме зерен в барабанном грануляторе

Стандарты на щебень из естественного камня для строительных работ ограничивают в нем массовую долю пластинчатых и игольчатых зерен до 25 %, а в некоторых случаях и до 15 %. К зернам пластинчатой и игловатой формы (лещадным) относятся также зерна, толщина или ширина которых менее длины в 3 раза и более.

Способ обогащения по форме зерен состоит в следующем. Продукт дробления рассеивают на узкие сорта, которые подвергают сортировке на щелевидных ситах.

Обогащение на барабанных грануляторах заключается в том, что при вращении барабана продукт крупностью до 150 мм захватывается лифтерами типа лопасти и поднимается наверх. Не достигая верхней точки барабана, куски скатываются с лифтера и падают на находящийся внизу слой материала. Кроме того, при вращении барабана материал в верхних слоях перекатывается. При падении кусков и перекатывании тонкие лещадные зерна размельчаются, разламываются, острые края обламываются, что приводит к улучшению формы щебня.

Обезвоживание. Гравий и щебень в основном обезвоживаются на виброгрохотах, а песок - в спиральных классификаторах. Получение гравия, щебня и песка состоит в последовательном выполнении приведенных операций, составляющих технологический процесс получения нерудных строительных материалов. Выход продукции заданного ассортимента обеспечивают путем включения в технологическую схему КДЗ операций сортировки, классификации, дробления, промывки и обогащения.

Обогащение щебня и гравия по прочности. Прочность щебня характеризуют маркой, соответствующей пределу прочности исходной горной породы при сжатии в насыщенном водой состоянии и определяемой по дробимости щебня при сжатии (раздавливании) в цилиндре. Кроме того, щебень, предназначенный для строительства автомобильных дорог, характеризуется износом в полочном барабане. Обогащение по прочности производят в отсадочных машинах, механических классификаторах, в тяжелых средах. Наибольшее распространение получили первые два способа.

Минеральные зерна различной прочности имеют и различную плотность. Процесс разделения таких зерен в попеременно восходящем потоке воды называют отсадкой и осуществляют в отсадочных машинах (рис. 24.18).

Механизм разделения зерен по плотности в отсадочных машинах весьма сложен, и его результаты зависят от многих факторов (частоты, амплитуды пульсации, формы зерен, толщины слоя, разности плотностей разделяемых материалов).

Расслоение материала в отсадочных машинах происходит в условиях стесненного падения зерен. При отсадке смеси зерна различных плотностей разрыхляются при восходящем потоке. При нисходящем потоке воды происходит взаимное смещение зерен с различными плотностями. Продукт, соответствующий Государственному стандарту, можно получить, если количество обогащаемого материала с содержанием слабых разностей не превышает 35%.

Обогащение щебня или гравия, состоящих из смеси разнопрочных каменных материалов или содержащих большое количество зерен слабых разностей, целесообразно производить с помощью двухбарабанных механических классификаторов Союздорнии (табл. 24.12).

Схема двухбарабанного механического классификатора приведена на рис. 24.19.

Рис. 24.18. Схема обогащения щебня (гравия) в отсадочной машине:

1 - ленточный конвейер для подачи материала в бункер; 2 - бункер материала; 3 - лотковый качающийся питатель для загрузки отсадочной машины; 4 - отсадочная машина; 5 - обезвоживающий вибрационный грохот; 6 - приямок для сбора мелких частиц и песка; 7 - насос

Таблица 24.12

Техническая характеристика двухбарабанных механических классификаторов Союздорнии

Показатели	Классификаторы
	ДВК-20	БК-40
Производительность при крупности обогащаемого материала 5-40 мм, м3/ч	20	40
Размер обогащаемого материала, мм	5-40	5-40
Количество получаемых фракций продуктов обогащения	3	2
Диаметр разделительного барабана, мм	820	820
Длина разделительного барабана, мм	4000	4000
Частота вращения разделительного барабана, мин-1	250	250
Общая мощность, кВт	8,2	8,7
Разработчик	ПКБ Главстроймеханизация	СКБ Главстройпрома

Обогащение разнопрочного каменного материала на классификаторе основано на разнице упругих свойств и коэффициентов трения слабых и прочных зерен щебня. При ударе о поверхность вращающегося металлического барабана слабые зерна увлекаются в сторону вращения, а более прочные отскакивают в противоположную сторону.