Александр Полулях - Грохочение угля

В получаемых при грохочении классах размер наибольших кусков материала d 1всегда меньше размера отверстий сита l 1, а размер наименьших кусков d 2– больше отверстий l 2. Обозначения крупности классов – d 1+ d 2или d 1- d 2указывают лишь на то, что данный класс был получен последовательным просеиванием материала на двух ситах с отверстиями размером d 1= l 1и d 2= l 2.

Извлечение (ε) определяется как отношение количества классов меньше граничной крупности разделения, содержащегося в подрешетном продукте, к его количеству в исходном материале, выраженное в процентах, т. е.

Грохочение зернистых материалов бывает сухим, мокрым и в водной среде.

Сухое грохочение осуществляется без добавления воды. В углеобогащении применяется для предварительного и подготовительного грохочения угля, а также для выделения из рядового угля сухого отсева крупностью 0–6 мм.

Мокрое грохочение осуществляется с добавлением воды. В углеобогащении применяется для подготовительного и тонкого грохочения, соответственно, угля и угольных шламов.

Грохочение в водной среде осуществляется помещением просеивающей поверхности под зеркало воды. В углеобогащении не применяется.

Основным фактором, определяющим применение сухого и мокрого способа подготовки машинных классов, является влажность. Так, по данным ИОТТ, на каждый процент повышения влажности исходного угля сверх 5,5 эффективность грохочения снижается при размере отверстий сит 13 и 6 мм соответственно на 10 и 24 % [19]. Исследованиями ИОТТ установлено, что сухое грохочение мелких классов антрацита по граничному зерну 6 мм при влажности исходного 7–7,5 % невозможно, так как сита при этом полностью залипают.

Таблица 1.2

Динамика изменения влажности углей

В сложившихся условиях, когда влажность антрацита достигает 7–8% (влажность классов 0-13 мм – 9-10 %), а влажность каменных углей приближается к этому значению (табл. 1.2, [11]), необходима разработка эффективных средств интенсификации процессов грохочения.

Трудности, возникающие при грохочении влажного угля, обусловлены проявлениями капиллярного сцепления между отдельными угольными зернами, покрытыми пленкой воды. Под действием сил поверхностного натяжения между пленками воды происходит комкование влажного материала, а в результате действия этих же сил между частицами угля и увлаженной поверхностью сита – залипание сит.

Как показали исследования [27], приведенные на рис. 1.2, влияние сил поверхностного натяжения может быть устранено либо удалением влаги при сушке, либо наполнением промежуточных объемов жидкостью (мокрое грохочение).

Рис. 1.2. Зависимость эффективности грохочения углей ( Е ) от их влажности ( W ):

AB – сухое грохочение; BC – грохочение влажного угля; CD – отсутствие грохочения; DF – мокрое грохочение

Силы поверхностного натяжения могут быть уменьшены путей применения поверхностно-активных веществ и увеличения уровня ускорения грохотов.

При сухом грохочении влажных углей увеличение вил разделения достигается путем подбора оптимальных динамических режимов работы грохота и специальных материалов для рабочих поверхности, установкой струнных, консольно-каскадных н других сит, применением центробежных сил, созданием специальных устройств для разрыхления материала. С этой же целью применяются различные устройства и механизмы для очистки рабочей поверхности в вида щеток, самоочищающихся колосников, резиновых шаров и т. п. Однако, несмотря на подобное многообразие средств интенсификация улучшения способов разделения, проблема сухого грохочения влажных углей на современных обогатительных фабриках остается до сих пор не решенной. Во многом это объясняется тем, что при применении электрообогрева сит и средств интенсификации режимов разделения на грохоте, работающем в режиме сухого грохочения, силы, интенсифирующие разделение, действуют, в основном, на просеивающую поверхность, грохота, а не на грохотимый материал, в результате чего не устраняется явление комкования.

В связи в тем, что способы газо- и электрообогрева, а также аэродинамического воздействия на грохотимый материал до этого времени не дали удовлетворительных результатов, наиболее приемлемым методом улучшения классификации углей для условий углеобогатительных фабрик с мокрыми методами обогащения и глубиной до 0 мм, оказалось применение метода мокрого грохочения.

Эффективность указанного способа грохочения объясняется тем обстоятельством, что ликвидация сил капиллярного сцепления между частицами и просеивающей поверхностью грохота осуществляется с помощью внешних импульсов в виде струй воды, одновременно действуя как на грохотимый материал, так и на поверхность грохота.

При влажности материала, превышающей предельное значение (точка D), подвижность зерен возрастает и наступают условия для мокрого грохочения.

При прямом грохочении, когда исходный материал подается на сито, надситный продукт представляет собой частицы не прошедшие через отверстия просеивающей поверхности и обозначается знаком + (плюс), а подситный продукт – частицы, прошедшие через отверстия просеивающей поверхности – обозначается знаком – (минус).

При обратном грохочении, когда исходный материал подается под сито, надситный продукт представляет собой частицы прошедшие через отверстия просеивающей поверхности и обозначается знаком – (минус), а подситный продукт – частицы не прошедшие через отверстия просеивающей поверхности – обозначается со знаком + (плюс).

Просеивание называется сухое дискретное грохочение зернистых материалов, при котором основным интенсифицирующим усилием разделения является сила тяжести. Грохоты, предназначенные для этой операции имеют множество названий, целесообразно их классифицировать как устройство для сухого грохочения.

Гидравлическим грохочением называется мокрое грохочение зернистых материалов, при котором основным интенсифицирующим усилием разделения является сила тяжести. Грохоты, предназначенные для этой операции имеют множество названий, целесообразно их классифицировать как устройства для гидравлического грохочения.

Виброгрохочением называется сухое или мокрое грохочение зернистых материалов, при котором основным интенсифицирующим усилием разделения является сила инерции. Грохоты, предназначенные для этих операций, называются вибрационными грохотами или просто грохотами.