Грохочение и классификация

Разделение, или сортировка, материалов по крупности частиц на механических ситах называется грохочением, а разделение материалов при свободном падении в воде или воздухе – воздушной или гидравлической классификацией. Материалы крупностью частиц более 1–3 мм разделяются грохочением, а более мелкие – классификацией.

Основными показателями этих процессов являются: производительность, измеряемая массой исходного (поступившего на грохот) продукта, и эффективность, измеряемая коэффициентом полезного действия.

Практически полное выделение мелких фракций никогда не достигается и значение е колеблется от 50 до 95%.

Целью грохочения является полное выделение мелкой фракции подрешетного продукта из исходного материала. Большое влияние на процесс грохочения оказывает состав исходного материала по крупности. Зерна, размер которых в два раза меньше размера отверстия сита, проходят через него легко. Процесс грохочения ухудшается и производительность грохота снижается, если в материале содержится много крупных зерен, по размеру близких к размеру отверстия сита грохота (0,7–1,0 размера отверстия сита). Такие зерна называются «трудными».

Грохоты наиболее широко применяются для предварительной сортировки руды на месте добычи и для сортировки агломерата при разгрузке его с агломерационной машины.

Эффективность грохочения составляет 85–90%, а производительность наиболее крупных моделей (размер сита 2000х2700 мм) достигает 250 т/ч.

Более производительными и совершенными по конструкции являются вибрационные грохоты, в которых рама с ситом приводится в движение эксцентриковым валом-вибратором.

Гидравлическая классификация основана на разной скорости осаждения в воде частиц материала различной крупности. Такой классификации подвергают материал, частицы которого не крупнее 3–4 мм, т.е. песок или шлам. При обработке однородного материала, частицы которого имеют одинаковую плотность, происходит их разделение по крупности, т.е. классификация. Если же частицы имеют одинаковые размеры, но состоят из разного материала, т.е. частицы имеют разную плотность, при осаждении в жидкости проходит разделение материала по виду. Это используется в процессах обогащения.

Большое значение имеет и форма частиц – круглые и гладкие частицы осаждаются быстрее, чем угловатые и шероховатые.

В реальных процессах в жидкости находится не отдельная частица, а масса материала, поэтому осаждающееся зерно испытывает и сопротивление окружающих его других зерен. Скорость осаждения в таких условиях всегда меньше.

В устройствах для классификации разделение обычно совмещено с движением массы материала в потоке жидкости. Наиболее распространенным устройством для гидравлической классификации материала является спиральный классификатор (рисунок 2), представляющий собой желоб с расположенными в нем вращающимися спиралями.

1 – желоб; 2 – спираль.

Рисунок 2 – Схема спирального классификатора

Разделяемый материал подается в виде пульпы. Крупные частицы оседают на дно и спирально выносятся в верхний конец желоба, где отделяются пески (крупная фракция). Мелкие частицы уносятся водой из нижней части желоба (слив).

Реже применяется гидроциклон , принцип действия которого основан на использовании центробежных сил. Подаваемая в конус пульпа вращается, крупные частицы отжимаются к периферии, опускаются вниз и выходят через насадку. Мелкие фракции выделяются внизу конуса в отдельный восходящий поток и удаляются через отверстие для слива .