Определение эффективности процесса грохочения

Грохочение - это процесс механического разделения сыпучих материалов на классы крупности кусков (зерен) путем просеивания через одно или несколько сит.

Зерна (куски) материала, размер которых больше размера отверстий сита, остаются при просеивании на нем (надрешетный продукт), а зерна меньших размеров проходят через отверстия сита (подрешетный продукт). Разделение материалов по крупности осуществляют на грохотах.

По технологическому назначению различают четыре вида операций грохочения:

- самостоятельное грохочение - для выделения классов, представляющих собой готовые продукты (сорта); эту операцию также называют механической сортировкой;

- подготовительное грохочение - для разделения перерабатываемого материала на классы крупности, предназначенные для последующей раздельной переработки (например, перед обогащением в тяжелых средах);

- вспомогательное грохочение - применяют в схемах дробления для выделения готового по крупности продукта перед дробилками (предварительное грохочение) и для контроля крупности дробленого продукта (контрольное грохочение);

- обезвоживающее грохочение - для удаления основной массы жидкости, содержащейся в перерабатываемом материале.

Работу грохотов оценивают количественными и качественными показателями. Наиболее существенным количественным показателем работы грохота является удельная производительность, определяемая как производительность единицы площади просеивающей поверхности грохота (т/чм²). Определяющим качественным показателем работы грохота служит эффективность грохочения, характеризующая полноту отсева нижнего класса в процессе грохочения.

Нижний класс - это материал, крупность которого меньше размера отверстий сита грохота.

Эффективность грохочения - выраженное в процентах или долях единицы отношение массы подрешетного продукта к массе нижнего класса в исходном материале. Эффективность грохочения будет равна:

, (2.1)

где E - эффективность грохочения, %; m - масса подрешетного продукта, г; М - масса нижнего класса в исходном материале, г.

Эффективность грохочения может быть также определена как извлечение нижнего класса в подрешетный продукт:

, (2.2)

где  - выход подрешетного продукта, %; b -содержание нижнего класса в подрешетном продукте, %; а - содержание нижнего класса в исходном материале, %.

Для расчета эффективности грохочения по формуле (2.1) необходимо иметь ситовый анализ исходного материала, а при вычислениях по формуле (2.2) - ситовые анализы исходного материала и подрешетного продукта.

Эффективность грохочения зависит от гранулометрического состава, формы зерен и влажности материала, поступающего на грохочение, конструкции грохота, режима его работы и т.п.

При грохочении сыпучего материала наблюдается общая для всех случаев зависимость эффективности грохочения от продолжительности рассева. В первые промежутки времени эффективность грохочения быстро возрастает, а затем нарастание эффективности замедляется (рис.2.1).

З ависимость эффективности грохочения от продолжительности рассева носит экспоненциальный характер и может быть выражена уравнением:

, (2.3)

где Е_t - эффективность грохочения в момент времени t, д.е.; е - основание натурального логарифма; t - время рассева, сек.; к, n - параметры грохочения, зависящие от гранулометрической характеристики исходного материала, его влажности, содержания “трудных” зерен, режима работы грохота и т.п.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Целью настоящей работы является исследование кинетики процесса грохочения. В результате выполнения работы необходимо получить экспериментальные данные, позволяющие вычислить эффективность грохочения на сите с размером отверстий 0,071 мм при времени рассева 5,10, 20, 40, 90, 180, 300 и 450 сек. считая, что нижний класс полностью просеивается за 600 сек.

АППАРАТУРА, ПРИСПОСОБЛЕНИЯ, МАТЕРИАЛЫ

При выполнении лабораторной работы необходимы следующие аппаратура, приспособления и материалы:

Механический встряхиватель с тремя одинаковыми наборами сит (см.рис.1.1). В каждом наборе должно быть сито с размером отверстий 0,071 мм.

Технические весы с набором разновесов.

Секундомер или часы.

Совок для отбора проб.

Чашки фарфоровые для взвешивания проб и полученного в результате рассева класса 0-0,071 мм.

Сыпучий материал крупностью 1-0 мм.

МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Отобрать три пробы сыпучего материала массой по 50 г.

Собрать три набора сит таким образом, чтобы над поддоном было расположено сито с размером отверстий 0,071 мм.

Загрузить пробы на сита с размером отверстий 0,071 мм.

Наборы сит установить на механический встряхиватель и закрепить.

Включить привод механического встряхивателя (тумблер – в положение “210”).

Первый рассев материала производить в течении 5 с.

Произвести взвешивание просеянного через сито с размером отверстий 0,071 мм материала. Взвешенный материал оставить в чашке.

Вновь собрать наборы сит, включить привод механического встряхивателя и производить рассев оставшегося на сите с размером отверстий 0,071 мм материала в течение 5 с (суммарное время рассева составит t_сум = 5+5 =10 с).

Просеявшейся в течение дополнительного времени (5 с) материал добавить к оставленному после первого рассева и произвести взвешивание суммарного продукта.

Операции по рассеву сыпучего материала на сите с размером отверстий 0,071 мм повторяют с таким расчетом, чтобы суммарное время последующих рассевов составило: 20, 40, 90, 180, 300, 450 и 600с.

Результаты исследований занести в табл. 2.1.

Считая, что за 600 с весь нижний класс, содержащийся в исходном материале, просеялся сквозь сито с размером отверстий 0,071 мм, определить эффективность грохочения для времени рассева 5,10, 20, 40, 90, 180, 300, 450 и 600 с по формуле 2.1.

Таблица 2.1 – Зависимость эффективности грохочения

от времени рассева

Время рассева t, с	Количество класса 0-0,071 мм, г		Эффективность грохочения Еt , %
	В исходном материале	Прошедшего сквозь сито за время ti
1	2	3	4
5		m1	E5
10		m2	E10
20		m3	E20
40		m4	E40
90		m5	E90
180		m6	E180
300		m7	E300
450		m8	E450
600	M	-	-

По данным табл.2.1 построить зависимость эффективности грохочения от времени рассева (рис. 2.1)

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

В отчете по лабораторной работе должны быть приведены:

Определение процесса грохочения.

Виды операций грохочения.

Определение эффективности грохочения.

Цель работы.

Методика выполнения работы.

Результаты исследований в виде табл. 2.1 и рис. 2.1.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3