Полезные ископаемые

Дробилки КСД и КМД в принципе мало отличаются от дробилок типа ККД. Их основное конструктивное отличие определяется способом установки дробящего конуса.

Валковые дробилки используют принцип раздавливания и раскалывания материала, находящегося в рабочем пространстве между движущимися гладкими, рифлеными или зубчатыми цилиндрическими поверхностями.

В зависимости от конструктивных особенностей и назначения применяют валковые дробилки следующих типов:

одновалковые— для дробления агломерата и угля; двухвалковые (с гладкими и рифлеными валками) —для дробления горных пород и руд;

двухвалковые с зубчатыми валками—для дробления угля и мягких пород;

четырехвалковые с гладкими валками для дробления кокса и известняка (на аглофабриках).

Наибольшее распространение получили двухвалковые дробилки. Основные рабочие элементы двухвалковой дробилки (рис. ) —два валка 1 и 5, вращающиеся навстречу друг другу, которые установлены на раме 7 в подшипниках: неподвижном 2 и подвижном 4. Последний благодаря упругой связи 6 может перемещаться в горизонтальном направлении при попадании между валков недробимых предметов. В этом случае ширина разгрузочной щели увеличивается и недробимый предмет или кусок руды 3 проходит вниз. Это предохраняет дробилку от поломок.

В зубчатых дробилках каждый валок состоит из вала и жестко насаженного на него многогранника, к которому болтами крепятся сменные зубчатые сегменты (бандажи) в виде отливок из марганцовистой стали.

Молотковые и роторные дробилки с вращающимся ударным ротором подразделяют в основном на два типа: молотковые с шарнирно-подвешенными молотками и роторные с жестко закрепленными лопатками (билами).

Молотковая нереверсивная дробилка с решеткой (рис. , а) состоит из сварного корпуса 1 и ротора 2. Для защиты от износа торцовые стенки корпуса защищены футеровочными плитами. Исходный материал попадает на быстро вращающийся ротор со свободно подвешенными молотками 3 и отбрасывается на отбойные плиты 4. Дробление производится ударами молотков по материалу и ударами кусков об отбойные 'плиты. Дробленый материал разгружается через решетку 5, здесь же на решетке происходит до-драбливание крупных кусков.

В роторной дробилке (рис. ,6) дробление осуществляется жестко установленными на барабане 2 билами 7. Додрабливание осуществляется при ударе материала о неподвижную 4 и подвижную 6 плиты.

Молотковые и роторные дробилки применяют для крупного, среднего и мелкого дробления различных полезных ископаемых: хрупких, мягких и средней твердости. Достоинства этих дробилок заключаются в простоте их конструкции, компактности, надежности и относительно высокой степени дробления (10—20 и более). Основным недостатком роторных дробилок является быстрый износ молотков, бил и решеток, вследствие чего долговечность дробилок снижается. Для молотковых дробилок применяют молотки различной массы (от 3 до 180 кг) и формы в зависимости от крупности и твердости дробимого материала. Молотки изготовляют из стали с наплавкой твердыми сплавами.

 

         Мельницы предназначены для уменьшения размеров измельчаемых материалов до конечной крупности, обусловленной последующей технологией их использования. При обогащении полезных ископаемых конечная крупность  измельченных  продуктов определяется вкрапленностью ценных (рудных) минералов и требуемой полнотой их раскрытия.

Измельчение полезных ископаемых и других материалов в большинстве случаев осуществляется в барабанных мельницах: шаровых, стержневых и мельницах самоизмельчения.

Барабанная мельница (рис. ) представляет собой цилиндрический (иногда цилиндроконический) барабан 3,опирающийся пустотелыми цапфами 1 и 5 на подшипники 2 и 4, заполненный до определенного уровня измельчающими телами 6. При вращении барабана подаваемая в барабан руда, вместе с измельчающими телами, поднимается на некоторую высоту, а затем скатывается или падает вниз, подвергаясь измельчению за счет сил ударов и трения в слоях измельчающей среды.

 

 

Рисунок - Схема барабанной мельницы

 

 

Процесс измельчения руды происходит непрерывно при ее движении вдоль барабана от загрузки через пустотелую цапфу 1 до выгрузки из цапфы 5.

Выгрузка продуктов измельчения может осуществляться за счет перепада уровней загрузки и разгрузки, а также за счет выноса из мельницы измельченного продукта потоком воды или воздуха. Барабанные мельницы различают по форме барабана, по виду измельчающих тел, используемому способу измельчения и принципу разгрузки измельченного продукта. В качестве измельчающих тел используют металлические шары, стержни или крупные куски исходной руды; разгрузка может осуществляться через решетку или свободным сливом за счет выноса водным потоком.

Стержневые мельницы МСЦ применяют в I стадии измельчения руды до крупности 1—5 мм. Мелющими телами в них являются стальные стержни, длина которых на 25—50 мм меньше внутренней длины барабана мельницы.

Шаровые мельницы с решеткой МШР также применяют главным образом в I стадии измельчения. В мельницах с решеткой в качестве измельчающих тел применяются шары или рудная галя. Измельченный продукт проходит через отверстия решетки, поднимается лифтерами и направляется в разгрузочную цапфу мельницы. Мельница работает таким образом, что разность уровней пульпы между загрузочным и разгрузочным концами барабана сохраняется значительной, поэтому скорость движения материала вдоль мельницы сравнительно высокая. Это предопределяет получение продукта сравнительно грубого измельчения (40—60% класса — 0,074 мм).

Шаровые мельницы с центральной разгрузкой МШЦ применяют в основном во II и III стадиях измельчения для получения продуктов крупностью 80—90% класса —0,074 мм.

Мельницы самоизмельчения. Сущность процесса рудного самоизмельчения заключается в том, что содержащиеся в руде крупные куски измельчают более мелкие и одновременно измельчаются сами.

При самоизмельчении в мельницу можно загружать руду крупностью до 500 мм, т.е. исключается необходимость в мелком, среднем, а иногда и в крупном дроблении. Кроме того, появляется возможность полностью или частично отказаться от использования металлических измельчающих тел и улучшить технологические показатели обогащения вследствие большей избирательности измельчения и меньшего ошламования материала. Капитальные затраты на сооружение фабрик с мельницами самоизмельчения при больших диаметрах барабана (более 8 м) ниже, чем при сооружении фабрик с обычными схемами дробления и измельчения, но экслуатационные расходы могут быть выше.

Для первичного мокрого самоизмельчения применяют мельницы «Каскад» (D/L=2¸3), рудно-галечные (D/L=1,5¸2), для сухого самоизмельчения применяют мельницы «Аэрофол» (D/L= 3¸4).

При работе мельниц применяется следующие режимы работы:

- каскадный (а) – с перекатыванием  измельчающих тел без полета; Измельчение происходит в результате  раздавливающего и истирающего  действия  мелящих тел. - водопадный (в)– с преимущественным  полетом измельчающих тел. Измельчение  происходит за счет применения  удара падающих тел и частично  за счет истирания и раздавливания. - смешанный (б)  - частично с перекатыванием измельчающих тел и частично с их полетом

 

 

 Циклы измельчения

Измельчение полезных ископаемых в мельницах может производиться в открытых, замкнутых или полузамкнутых циклах при одно- или многостадиальных схемах измельчения. При открытом цикле измельченный продукт направляется на обогащение или в следующую стадию измельчения.

При замкнутых или полузамкнутых циклах измельченный продукт (весь или некоторая его часть) направляется в классификатор, пески которого возвращаются в мельницу для доизмельчения, а слив направляется на дальнейшую переработку. Схема работы мельницы 1 в замкнутом цикле с классификатором 2 показана на рис. .

Рисунок  - Схема работы мельницы в замкнутом цикле с классификатором

 

 

При установившемся режиме работы мельницы объем возвращаемых песков, называемых циркулирующей нагрузкой, стабилизируется.        

Циркулирующая нагрузка представляет собой отношение массы песков, возвращаемых в мельницу, к массе исходной руды, поступающей в мельницу. рассчитывается циркулирующая нагрузка С (%) по формуле

,

где S — масса песков (циркулирующий продукт) в единицу времени; Q — масса исходной руды, поступающей в мельницу в единицу времени.

Технологическое назначение циркулирующей нагрузки заключается в увеличении скорости прохождения материала через мельницу, что способствует повышению эффективности работы измельчающих тел и уменьшению переизмельчения материала. В конечном итоге это вызывает увеличение производительности мельницы по готовому классу крупности. Оптимальное значение циркулирующей нагрузки обычно составляет 200—400%.

В технологических схемах обогащения сортировку твердого материала по крупности производят грохочением или классикацией.

Грохочение – это процесс разделения сыпучих кускового изернистого материала на продукты различной крупности (классы) с помощью просевающих поверхностей с калибровочными отверстиями.

В результате операции грохочения получается верхний (надрешотный) и нижний (подрешетный) продукты.

По технологическому назначению различают четыре вида операции грохочения:

- вспомолгательное грохочение  применяется в схемах дробления  исходного материала, в том числе  предварительное (перед дробилкой) контрольное или поверочное (после  дробилки) и совместное (когда обе  операции совмещены в одну)

- подготовительное грохочение  – для разделения материала  на  несколько классов крупности, предназначенное для последующей раздельной обработки;

- самостоятельное грохочение  – для выделения классов, представляющих  собой готовые, отправляемые потребителю  продукты. Это операция еще называется  сортировка.

- обезвоживающее грохочение -для удаления основной массы  воды, содержащейся в руде после  промывки или для отделения  суспензии от конечных продуктов.

Применяемые на практике аппараты для грохочения подразделяются на неподвижные (колосниковые) и подвижные (качающиеся, вибрационные и др) Основной частью любого грохота является решета или сита.

Неподвижный колосниковый грохот представляют собой набор колосников, расположенных параллельно или с небольшим расширением щели к разгрузочному концу грохота. Колосниковые грохоты устанавливают горизонтально или под углом не более 40-45 градусов, обеспечивающих самостоятельное скатывание материала. Размеры щелей обычно составляют 40-45 мм. Эффективность грохочения на них не превышает 60-70%.

Для повышения эффективности рассева материала просевающей поверхности придают направление движения в результате качания или вибраций. У качающихся грохотов короб с ситами совершает принудительные движение благодаря жесткой кинематической связи между приводом и коробом. Траектория движения сита в этом случае постоянна. Качающиеся грохоты могут иметь один или несколько просеивающих грохотов. В настоящее время качающиеся грохоты применяются редко.

 

 Наибольшее распространение  на современных обогатительных фабриках получили вибрационные грохоты с инерционными вибраторами. Эти грохоты отличаются большой частотой колебания сита и незначительной амплитудой. Обычно сита колеблются в направлении перпендикулярном их плоскости, что способствует высокой производительности и эффективности грохочения.

Классификацией называется процесс разделения минеральных частиц, основанный на различной скорости осаждения в водной или воздушной среде. Обычно на обогатительных фабриках классификация осуществляется в водной среде.  В отличие от  грохочения классификацию применяют для разделения сравнительно мелкого материала с размером не более 3-4 мм. Кроме того классификация может применяться как вспомогательная операция перед гравитационным обогащением.