Расчет сортировки нерудных материалов. Оборудование для сортировки нерудных материалов. Предложение по модернизации оборудования. Расчеты на прочность основных узлов

1 Обзор и анализ существующих машин и оборудования, достоинства и недостатки

Для сортировки нерудных материалов применяют следующие способы.
Механическая сортировка (грохочение) – разделение материала по крупности при помощи машин и устройств, снабженных разделительными просеивающими поверхностями, которые представляют собой сита, решета или наборы колосников.
Воздушная сортировка (сепарация) – разделение материала по крупности частиц и их удельному весу за счет различной скорости осаждения в воздушном потоке под действием сил тяжести или центробежных сил и сил сопротивления среды.
Гидравлическая сортировка (классификация) – разделение материала по
крупности частиц, их удельному весу и различной смачиваемости в воде или других жидкостях.
Магнитная сортировка (сепарация) – удаление металлических включений и предметов с целью предотвращения поломки обрабатывающих машин; удаление примесей железа или его окислов, загрязняющих сырье.
В производстве нерудных материалов применяют главным образом механическую сортировку на машинах, называемых грохотами. Машины для механической сортировки подразделяются: по типу просеивающей поверхности – на грохоты с колосниковыми, штампованными, роликовыми, винтовыми, плетеными проволочными ситами; по характеру движения просеивающей поверхности – на неподвижные, качающиеся, вибрирующие, вращающиеся; по форме просеивающей поверхности и ее положению в пространстве – на плоские и изогнутые, горизонтальные, наклонные, вертикальные.
На рис. 1 представлены конструктивные схемы различных механических
грохотов
*Рисунок 1 - Схемы механических грохотов: а – колосниковый; б – качающийся; в – вибрационный с гирационным приводом; г – то же с инерционным приводом; д – гирационный самоцентрирующийся; е – вибрационный с направленными колебаниями; ж – барабанный; 1 – поверхность грохочения; 2,5,7,8 – дебаланс; 4 – вал эксцентриковый; 6 – вал; 9 – решето цилиндрическое; 10 – ролик приводной*
Тип и размеры грохотов выбирают в зависимости от требуемой производительности, качественной характеристики сортируемого материала (исходная и конечная величина кусков или зерен сортируемого материала, зерновой состав) и количества отсева мелких фракций материала, поступающего на дробление, устанавливают перед дробилками подвижные колосниковые грохоты.
Перед дробилками крупного дробления для предварительного отделения мелких кусков обычно устанавливают колосниковые грохоты с зазором между пластинами сит 150 – 200 мм, а перед дробилками среднего и мелкого дробления а перед дробилками среднего и мелкого дробления
(конусные, валковые и ударного типа) – вибрационные грохоты с ситами, размер ячеек которых близок к ширине загрузочной щели дробилок.
Предварительное грохочение материалов, для которых необходимо повторное дробление с целью отделения мелкой фракции, экономически целесообразно, когда содержание мелочи составляет не менее 25–30 % всей массы материала, поступающего на вторую или третью стадию дробления.
Измельчаемый материал разделяется по крупности на несколько сортов
на двухситных вибрационных грохотах: эксцентриковых или инерционных.
Для получения четырех и более сортов материала целесообразно устанавливать последовательно одно- или двухситные грохоты, так как эксплуатация трехситных грохотов весьма затруднительна.
Эксцентриковые грохоты лучше сортируют материал со средним размером куска в смеси 50 – 60 мм, а инерционные грохоты – более мелкие смеси (размер куска до 40 – 50 мм).
Мелкие смеси рекомендуется сортировать на инерционных грохотах с
направленными колебаниями или на инерционных грохотах с круговыми колебаниями легкого и среднего типов.
Исходная горная масса, поступающая из карьеров на дробильно-сортировочное предприятие, и продукт дробления дробилок
представляют собой зерновые смеси, состоящие из различных по
размеру частиц – от пылевидных до кусков размером 300…1200
мм. Зерновые смеси разделяют на фракции по крупности частиц.
Разделение осуществляется двумя методами: сортировкой на просеивающей поверхности с калиброванными отверстиями – грохочением; сортировкой в жидкой или газообразной среде в результате различной скорости осаждения частиц разной крупности – классификацией.
Грохочение применяется в промышленности для разделения
частиц и кусков размером более 3 мм, редко до 1 мм. Классификация – для разделения песков на фракции, т.е. для частиц размером
менее 3 мм. Соответствующее этим процессам оборудование получило название грохоты и классификаторы.
В нерудной промышленности применяют одномассовые инерционные грохоты с дебалансным вибровозбудителем. Грохоты предназначаются для грохочения сыпучих материалов с насыпной плотностью до 2,8 т/м3.
В зависимости от насыпной плотности сортируемого материала 1,4; 1,8 и 2,8 т/м3 грохоты соответственно разделяют на три типа:
лёгкие (Л), средние (С) и тяжелые (Т). Грохоты также принято подразделять по траектории движения: с круговыми или близкими к ним (И) колебаниям, с прямолинейными (С) колебаниями.
Грохоты с круговыми колебаниями или близкими к ним выполняют наклонными (10…30°), а с прямолинейными и близкими к прямолинейным – горизонтальными или слабонаклонными (0…5°).

1.1 Технологическое применение грохотов

Грохочение применяется чаще всего при дроблении твёрдого минерального сырья и реже для отделения готового по крупности материала от исходного, поступающего на измельчение или дробление, или для контроля крупности продукта. Грохочение производится также для разделения исходного материала по крупности на классы перед последующими операциями обогащения или для получения товарного продукта заданной крупности (рис.2).
*Рисунок 2 – Технологическая схема установки для производства щебня: 1 – загрузочный бункер; 2 – железоотделитель; 3 – конусная инерционная дробилка; 4 – инерционный грохот; 5 – пульт управления; 6 – система ленточных конвейеров.*
По технологическому назначению различают четыре вида операций грохочения:
– вспомогательное грохочение, применяемое в схемах дробления исходного материала, в том числе предварительное перед дроблением, контрольное, или поверочное, в замкнутом цикле после дробления и совмещённое, когда контрольное и предварительное грохочения совпадают;
– подготовительное грохочение, которое применяется для разделения материала на несколько классов крупности, предназначенных для последующей раздельной обработки;
– самостоятельное грохочение – для выделения классов, представляющих собой готовые, отправляемые потребителю продукты (сорта); такую операцию называют механической сортировкой;
– обезвоживающее грохочение или обесшламливание на грохотах – для удаления основной массы воды, содержащейся в руде после её промывки, или для отделения суспензии от конечных продуктов.
Предварительное грохочение производится перед дроблением с целью отсева материала, крупность которого меньше ширины разгрузочной щели дробилки. Поверочное (контрольное) грохочение включают в схему обогащения после последней стадии дробления для максимального извлечения из потока материала товарного продукта. Получаемый при этом над решётный продукт является циркулирующей нагрузкой. Обычно она составляет 25…40% питания дробилки, работающей в последней стадии. Товарное грохочение – наиболее ответственная операция, в которой получают продукт товарных фракций требуемого качества с допустимым (предельным) содержанием посторонних фракций.
Процесс грохочения может быть представлен как совокупность трёх независимых, но одновременно протекающих, процессов: транспортирования материала по ситовой поверхности от зоны загрузки (питания) до зоны разгрузки, сегрегации крупных частиц и прохождения мелких фракций сквозь толщину слоя материала и их просеивания сквозь отверстия в сите.
На процесс грохочения влияет вероятность просеивания зёрен через отверстия сита, которая зависит от производительности грохота по питанию и его конструкции, гранулометрического состава материала, его физических свойств и скорости движения по ситу и т.п. Качество грохочения определяется следующими основными факторами: интенсивностью динамического режима колебаний грохота, удельной нагрузкой на просеивающую поверхность, видом просеивающей поверхности и её конструктивными параметрами.
Большое влияние на процесс грохочения оказывают живое сечение, угол наклона и толщина просеивающей поверхности.
На показатели процесса грохочения также влияют влажность, гранулометрический состав исходного материала, наличие комкующихся примесей, способ грохочения (сухой или мокрый), равномерность подачи исходного материала на грохот, состояние просеивающей поверхности [6].